java新手的一些通病

Java新手的通病[0]：概述

　　其实很早以前就想写这样一个文章，可惜当时我没有Blog，所以到现在才写下来。最近几年，随着Java在Web应用和企业应用两个方面的普及，对Java程序员的需求量大增。因此Java程序员的数量也突然猛增（从TIOBE的排行榜 
　　根据最近几年我面试Java程序员的经历以及对周围使用Java的同事的观察，我总结了一些共通的问题以及相应的解决方法。如果你是一个Java新手（刚学会Java不久，工作1-2年），你可以看看我说的通病是不是你也有，如果有的话，得赶紧补救一下了！
　　接下来先说说第一个通病：对算法和数据结构不熟悉 。
可以看出来）。这虽然对Java社区来说是好事，但也暴露出一些问题。一方面由于大量的开发人员进入Java这个领域，相应的教学、培训跟不上；另一方面，很多进入Java领域的开发人员都比较浮躁，寄希望于"速成"，没有耐心练好基本功。 
　　为了方便阅读，把本系列帖子的目录整理如下：
　　1、对算法和数据结构不熟悉 
　　2、缺乏面向对象的基本功 
　　3、缺少良好的编程习惯 
　　4、异常处理使用不当 
　　5、对虚拟机（JVM）了解不足

Java新手的通病[1]：对算法和数据结构不熟悉

　　为什么我先拿“数据结构和算法”说事捏？这玩意是写程序最最基本的东东。不管你使用Java还是其它的什么语言，都离不开它。而且这玩意是跨语言的，学好之后不管在哪门语言中都能用得上。
　　既然“数据结构和算法”这么重要，为什么很多Java新手却很不熟悉捏？我琢磨了一下，估计有两种可能。有些人虽然是计算机系毕业的，但是当初压根没好好学过这门课程，到工作时早都还给老师了；还有一些人是中途转行干编程，转行后又没有好好地打基础（都指望速成）。
　　下面我列出几个很基本的问题，如果你每一个问题都搞得很清楚，那说明你过了这关，可以去看看下一个帖子了。否则的话，你赶紧去找本算法和数据结构的书恶补一下吧。

　　★什么时候该用数组型容器、什么时候该用链表型容器？
　　★什么是散列函数？HashMap的实现原理是什么？
　　★什么是递归？如果你以前从来没写过递归函数，尝试着写一个（比如用递归函数进行目录树遍历）。
　　★什么是算法复杂度？
　　★你是否理解空间换时间的思想？
　　★写一个针对整数数组的冒泡排序函数，看看你要修改几次才能跑通。
　　★写一个针对整数数组的二分查找函数，看看你要修改几次才能跑通。

　　后面接着说第2个通病： 缺乏面向对象的基本功 。

Java新手的通病[2]：缺乏面向对象的基本功

　　按理说Java是一个很OO的语言，Java社区也一向是充满了“对象”的氛围。但我在面试Java程序员时，却屡屡碰到让我大跌眼镜的事情。我碰到 不止一个求职者，连什么是“多态”都讲不清楚。很多人号称用过设计模式，但一半以上都仅限于单键模式和抽象工厂模式。当我深入问他/她抽象工厂模式到底有 什么好处时，很多人语焉不详。
　　为什么很多Java程序员会缺乏面向对象基本功？这得怪那些Java 框架。现在Java的各种框架太发达、太傻瓜化了，导致很多程序员只需要按部就班、照着框架进行代码填空，基本已经丧失了OOA和OOD的能力。我手下有 些个Java程序员，对Spring、Hibernate等框架了如指掌；但如果给他一个简单需求，让他写一个脱离Web框架的独立 Application，他就不知所措了。这样的开发人员，将来只能成为所谓的“软件蓝领”，岗位很难得到提升。
　　同上一个帖子 一样，我这次也提如下几个问题：
　　★基于接口的继承和基于实现的继承各有什么优点 、缺点 ？
　　★继承（包括extend和implement）有什么缺点 ？
　　★多态（polymorphism）有什么缺点 ？
　　★为什么Java可以多继承interface，而不可以多继承class？
　　★假如让你写一个小游戏（比如人机对战的五子棋），你会如何设计类结构？
　　★类结构设计时，如何考虑可扩展性？

　　如果上述这些问题你都能够搞得比较清楚，说明你的OO基础还过得去。否则的话，我建议你一边找些OOAD和设计模式的书看看，同时自己动手写些简单的小程序（不依赖那些框架），把学到的模式理论结合到实践中。通过这种方式来提高自己OOAD的能力，效果会比较好。 

　　后面来聊一下第3个通病： 缺少良好的编程习惯 。

Java新手的通病[3]：缺少良好的编程习惯

　　上次聊了“缺乏面向对象基本功 ”，今天来说说编程习惯的问题。今天说的这些坏习惯大部分都是跨语言的（C++、Python新手也有），而且大部分都需要靠平时不断地努力才能慢慢改掉。

　　★随意地命名 
　　有些新手写程序，当需要定义某个变量名（也可能是函数名、类名、包名等）时，随意地一敲键盘，名字就起好了......若干星期后，碰到某bug，再来看自己写的代码时，心中暗自嘀咕：“这代码是我写的吗？咋都看不懂捏？”
　 　所以我常跟新来的菜鸟说，命名不规范害死人啊！鉴于该问题相当普遍，我整理了几种典型的作为反面教材，具体如下：使用单字母命名变量；使用一些没太大意 义的变量名（例如s1、s2、s3）；对同一个业务概念使用不同的术语/缩写（容易让读代码的人神经分裂）；使用拼音命名（如果你团队中有港台人士或者老 外，就惨了）。

　　★ 习惯于代码的copy & paste 
　　这是一个很普遍的问题。很多新手写代码的时候，如果发现要写的某个函数和前几天写的某个函数差不多，就把原来的那个函数贴过来，然后稍微改几下，心中还暗喜：“又快速搞定了一个功能”......
　　同学，如果你也喜欢这么干，可要注意了。这种做法是代码臭味（借用《重构 - 改善既有代码的设计》的提法）的主要来源，导致代码可维护性大大下降。当你将来需要增加功能或修改bug的时候，要同时改动多个地方，而那时你估计已经想不起来这砣代码有几个克隆了。

　　★ Magic Number满天飞 
　　如果你没有听说过“Magic Number”，先看“这里 ”了解一下。
　　为了说明Magic Number的问题，咱找个例子来说事儿：假设有个业务逻辑中需要进行10秒的超时等待，你会怎么写这个sleep语句？我估计大部分人不外乎下面三种写法。
　　1、直接写上sleep(10*1000);了事
　　2、定义一个常量TIMEOUT_XXX = 10*1000;然后sleep(TIMEOUT_XXX);
　　3、在配制文件中加入一个超时项，然后程序读取配制文件获得超时值，然后调用sleep。（此处提到的 配置文件 是广义的，泛指各种可用于存储配置信息的机制，如xml文件、数据库等）
　　如果你的做法类似于写法1，你多半喜欢随手硬编码。硬编码不光缺乏可读性，而且具有和“代码拷贝粘贴”类似的代码臭味（可能会存在多个Magic Number克隆），不利于日后维护。
　　至于写法2，比写法1稍好（至少可读性好了）。但是，将来一旦发生需求变更，要求在运行时 调整超时间隔（甚至要求让用户来配制超时间隔），则写法2的缺点立马暴露无遗。

　　★ 代码耦合度太大 
　 　每当说到MVC或者设计模式，几乎每个Java开发人员都能说得头头是道？但是说归说，真正写代码的时候，鲜有人写出的代码是层次清楚的。至于说到代码 耦合分别由哪些情况引起？什么是正交的设计？（关于耦合与正交设计，我后面会专门讨论一下）能完全搞明白的人就更少了。
　　所以很多Java新手的代码耦合度大也就不足为奇了。我曾经抽查过试用期员工的代码，各种业务逻辑纠缠在一起，代码臭味都要熏死人。想重构都无从下手，只好让他推倒重写。

　　★ 被GC宠坏 
　　由于Java在语言层面提供了内存的垃圾回收机制，程序员只管申请内存，不需要再关心释放的问题。因此很多新手养成了坏习惯，对于其它资源（比如数据库连接）也只申请不释放（有些人甚至天真地以为JVM会帮你搞定资源回收）。
　　还有些人虽然知道资源需要释放，但是常常忘记（比如写了打开数据库连接和相关代码， 即将 写关闭数据库连接时，突然有人叫你去吃中饭，回来后就把这茬给忘了）。
　　这个坏习惯会导致资源的泄露，而资源泄露往往比内存泄露更要命。如果你写的程序是长时间运行的（比如运行在WebServer上），时间长了会由于资源耗尽而导致整个进程出问题。

　　下一个帖子，聊一下“ 异常处理使用不当 ”。

Java新手的通病[4]：异常处理使用不当

　　上一个帖子讨论了“编程习惯的问题 ”，今天来聊聊关于异常处理的话题。

　　★空catch语句块
　　犯这种错误的人比较少，一般发生在刚学会Java或者刚参加工作不久的人身上。 
　　所谓“空catch语句块”就是在catch语句块中没有对异常作任何log处理，导致异常信息被丢弃掉。一旦程序不能正确运行，由于查不到任何log信息，只好从头看代码，靠肉眼找bug。

　　★ 没有使用finally
　　很多人在catch语句之后不使用finally语句。由于在try语句中可能会涉及资源的申请和释放。如果在资源申请之后、资源释放之前抛出异常，就会发生资源泄露（资源泄露的严重性，上一个帖子 已经聊过了）。

　　★ 笼统的catch语句块
　 　有些人为了省事，只在自己模块的最外层代码包一个try语句块，然后catch(Exception)。不管捕获到什么异常，都作统一log了事。这种 做法比“空catch语句块”稍好，但由于不能对具体的异常进行具体处理，对一些可恢复的异常（下面会提到），丧失了恢复的机会。而且也可能导致上述提到 的资源泄露的问题。 

　　★ 使用函数返回值进行错误处理
　　有些人放着Java的异常机制不用，而用函数返回值来表示成功/失败（比如返回true表示成功、返回false表示失败），简直是“捧着金碗要饭”。个人感觉，从C转到Java的人比较容易有此毛病。这种做法会导致如下几个问题： 
　　返回值一般用整数值或布尔值表示，传递的信息过于简陋；
　　一旦调用者忽略了错误返回码，就会导致和“空catch语句块”类似的问题；
　　对同一个函数的多处调用，都需要对返回值进行重复判断，导致代码冗余（代码冗余的坏处，上一个帖子 也已经聊过了）。

　　★ 不清楚Checked Exception和Runtime Exception的区别
　　这个现象比较普遍，我发现很多2年以上Java工作经验的人尚未完全搞明白两者的区别。看来这个问题得详细说一下。 
　　当初Java的设计者有意区分这两种异常，是别有深意的。其中“Checked Exception”用于表示可恢复的异常（也就是你必须检查的异常）；而“Runtime Exception”表示不可恢复的异常（也就是运行时异常，主要是程序bug和致命错误，你不需要 检查）。不过这种做法引来了很多争议（包括很多Java大牛），鉴于本帖子主要针对新手，以后再专门来聊这个争议的话题。
　　为了便于理解，下面我举一个例子来说明。假设你要写一个Download函数，根据传入的URL（String参数）返回对应网页的内容文本。这时候有两种情况你需要处理：
　　1、如果传入的URL参数是null，这表明该函数的调用者出bug了，而程序本身的bug是很难在运行时自我恢复的。这时候Download函数必须抛出Runtime Exception。并且Download函数的调用者不应该 尝试去处理这个异常，必须让它尽早 暴露出来（比如让JVM自己终止运行）。
　 　2、如果传入的URL参数非null，但是它包含的字符串不是一个合法的URL格式（可能由于用户输入错误导致）。这时候Download函数必须抛出 Checked Exception。并且Download函数的调用者必须捕获该异常并进行相应的处理（比如提示用户重新输入URL）。

　　上面就是几种常见的Java异常处理的误用。下一个帖子我们来聊一下“ 对虚拟机（JVM）了解不足 ”。

Java新手的通病[5]：不了解JVM

　　上次的帖子 讨 论了Java异常机制的几种误用，今天咱们来说说JVM（以及Java编译器）相关的话题。为啥要聊JVM捏？因为有很多Java程序员，由于对JVM缺 乏了解，在碰到某些技术问题时无从下手；另外，由于缺乏对JVM的了解，可能导致写出来的代码性能巨差或者有严重的Bug。所以俺在之前的帖子“学习技术的三部曲：WHAT、HOW、WHY ”中，强调了掌握内部机制的重要性。对于一个Java程序员来说，你不一定要非常清楚JVM的细节，但是对于一些关键的运作机制，还是要掌握大致的概念。

　　按照本系列的惯例，俺会问几个和JVM相关的问题，你如果对这些问题不是很明白，那得考虑花点时间去了解一下了。另外，鉴于有网友批评“本系列 ”帖子：光诊断毛病，不开出药方。（说得很形象，也很中肯）俺会针对下面提出的问题，写一些帖子来解答。

　　★ 关于基本类型和引用类型
　　很多新手不理解Java的基本类型和引用类型在本质上有什么区别。请看如下的问题： 
　　◇这两种类型在内存存储上有什么区别？
　　◇这两种类型在性能上有什么区别？
　　◇这两种类型对于GC有什么区别？
　　关于前两个问题，请看之前的帖子“Java性能优化[1]：基本类型 vs 引用类型 ”。

　　★ 关于垃圾回收（Garbage Collection）
　　很多新手不理解GC的实现机制。请看如下的问题： 
　　◇GC是如何判断哪些对象已经失效？
　　◇GC对性能会有哪些影响？
　　◇如何通过JVM的参数调优GC的性能？
　　关于GC的问题，可以参见之前的帖子“Java性能优化[3]：关于垃圾回收（GC） ”。

　　★ 关于字符串
　　对于Java提供的String和StringBuilder，想必很多人都知道：String用于常量字符串，StringBuilder用于可变字符串。那Java当初为什么要这样设计捏？为啥不用一个类来统一搞定捏？ 

　　★ 关于范型（Generic Programming）
　　从JDK 1.5开始，Java引入了一个重量级的语法：范型。不过捏，很多新手仅仅知道范型的皮毛，而对于很多本质的东东，不甚了解。 
　　◇GP是在编译时实现的还是在运行时实现的？为什么要这么实现？
　　◇GP的类型擦除机制是咋回事？有啥优点/缺点？
　　◇使用范型容器（相对于传统容器）在性能上有啥影响？为什么？

　　★ 关于多线程
　　另外，多线程也是大部分Java新手的短板。所以俺最后再来提几个关于多线程的问题。 
　　◇synchronized关键字是怎么起作用滴？
　　◇synchronized的颗粒度（或者说作用域）如何？是针对某个类还是针对某个类对象实例？
　　◇synchronized对性能有没有影响？为什么？
　　◇volatile关键字又是派啥用滴？啥时候需要用这个关键字捏？