Java编程中忽略这些细节，Bug肯定找上你

摘要：在Java语言的日常编程中，也存在着容易被忽略的细节，这些细节可能会导致程序出现各种Bug。

本文分享自华为云社区《Java编程中容易忽略的细节总结丨【奔跑吧！JAVA】》，作者：jackwangcumt 。

Java语言构建的各类应用程序，在人类的日常生活中占用非常重要的地位，各大IT厂商几乎都会使用它来构建自己的产品，为客户提供服务。作为一个企业级应用开发语言，稳定和高效的运行，至关重要。在Java语言的日常编程中，也存在着容易被忽略的细节，这些细节可能会导致程序出现各种Bug，下面就对这些细节进行一些总结：

1 相等判断中的==和equals

在很多场景中，我们都需要判断两个对象是否相等，一般来说，判定两个对象的是否相等，都是依据其值是否相等，如两个字符串a和b的值都为"java"，则我们认为二者相等。在Java中，有两个操作可以判断是否相当，即==和equals，但二者是有区别的，不可混用。下面给出示例：

String a = "java";
String b = new String("java");
System.out.println(a == b);//false
System.out.println(a.equals(b));//true

字符串a和b的字面值都为"java"，用a == b判断则输出false，即不相等，而a.equals(b)则输出true，即相等。这是为什么呢？在Java中，String是一个不可变的类型，一般来说，如果两个String的值相等，默认情况下，会指定同一个内存地址，但这里字符串String b用new String方法强制生成一个新的String对象，因此，二者内存地址不一致。由于 == 需要判断对象的内存地址是否一致，因此返回false，而equals默认（override后可能不一定）是根据字面值来判断，即相等。

下面再给出一个示例：

//integer -128 to 127
Integer i1 = 100;
Integer i2 = 100;
System.out.println(i1 == i2);//true
i1 = 300;
i2 = 300;
System.out.println(i1 == i2);//false
System.out.println(i1.equals(i2));//true

这是由于Java中的Integer数值的范围为-128到127，因此在这范围内的对象的内存地址是一致的，而超过这个范围的数值对象的内存地址是不一致的，因此300这个数值在 == 比较下，返回false,但在equals比较下返回true。

2 switch语句中丢失了break

在很多场景中，我们需要根据输入参数的范围来分别进行处理，这里除了可以使用if ... else ...语句外，还可以使用switch语句。在switch语句中，会罗列出多个分支条件，并进行分别处理，但如果稍有不注意，就可能丢失关键字break语句，从而出现预期外的值。下面给出示例：

//缺少break关键字
 public static void switchBugs(int v ) {
       switch (v) {
            case 0:
                System.out.println("0");
                //break
            case 1:
                System.out.println("1");
                break;
            case 2:
                System.out.println("2");
                break;
            default:
                System.out.println("other");
       }
}

如果我们使用如下语句进行调用：

switchBugs(0);

则我们预期返回"0",但是却返回"0" "1"。这是由于case 0 分支下缺少break关键字，则虽然程序匹配了此分支，但是却能穿透到下一个分支，即case 1分支，然后遇到break后返回值。

3 大量的垃圾回收，效率低下

字符串的拼接操作，是非常高频的操作，但是如果涉及的拼接量很大，则如果直接用 + 符号进行字符串拼接，则效率非常低下，程序运行的速度很慢。下面给出示例：

private static void stringWhile(){
    //获取开始时间
    long start = System.currentTimeMillis();
    String strV = "";
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        strV = strV + "$";
    }
    //strings are immutable. So, on each iteration a new string is created.
    // To address this we should use a mutable StringBuilder:
    System.out.println(strV.length());
    long end = System.currentTimeMillis(); //获取结束时间
    System.out.println("程序运行时间： "+(end-start)+"ms");
    start = System.currentTimeMillis();
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        sb.append("$");
    }
    System.out.println(strV.length());
    end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("程序运行时间： "+(end-start)+"ms");
}

上述示例分别在循环体中用 + 和 StringBuilder进行字符串拼接，并统计了运行的时间（毫秒），下面给出模拟电脑上的运行结果：

//+ 操作
100000
程序运行时间： 6078ms
StringBuilder操作
100000
程序运行时间： 2ms

由此可见，使用StringBuilder构建字符串速度相比于 + 拼接，效率上高出太多。究其原因，就是因为Java语言中的字符串类型是不可变的，因此 + 操作后会创建一个新的字符串，这样会涉及到大量的对象创建工作，也涉及到垃圾回收机制的介入，因此非常耗时。

4 循环时删除元素

有些情况下，我们需要从一个集合对象中删除掉特定的元素，如从一个编程语言列表中删除java语言，则就会涉及到此种场景，但是如果处理不当，则会抛出ConcurrentModificationException异常。下面给出示例：

private static void removeList() {
    List<String> lists = new ArrayList<>();
    lists.add("java");
    lists.add("csharp");
    lists.add("fsharp");
    for (String item : lists) {
        if (item.contains("java")) {
            lists.remove(item);
        }
    }
}

运行上述方法，会抛出错误，此时可以用如下方法进行解决，即用迭代器iterator，具体如下所示：

private static void removeListOk() {
    List<String> lists = new ArrayList<>();
    lists.add("java");
    lists.add("csharp");
    lists.add("fsharp");
    Iterator<String> hatIterator = lists.iterator();
    while (hatIterator.hasNext()) {
        String item = hatIterator.next();
        if (item.contains("java")) {
            hatIterator.remove();
        }
    }
    System.out.println(lists);//[csharp, fsharp]
}

5 null引用

在方法中，首先应该对参数的合法性进行验证，第一需要验证参数是否为null，然后再判断参数是否是预期范围的值。如果不首先进行null判断，直接进行参数的比较或者方法的调用，则可能出现null引用的异常。下面给出示例：

private static void nullref(String words)  {
    //NullPointerException
    if (words.equals("java")){
        System.out.println("java");
    }else{
        System.out.println("not java");
    }
}

如果此时我们用如下方法进行调用，则抛出异常：

nullref(null)

这是由于假设了words不为null,则可以调用String对象的equals方法。下面可以稍微进行一些修改，如下所示：

private static void nullref2(String words)  {
    if ("java".equals(words)){
        System.out.println("java");
    }else{
        System.out.println("not java");
    }
}

则此时执行则可以正确运行：

nullref2(null)

6 hashCode对equals的影响

前面提到，equals方法可以从字面值上来判断两个对象是否相等。一般来说，如果两个对象相等，则其hash code相等，但是如果hash code相等，则两个对象可能相等，也可能不相等。这是由于Object的equals方法和hashCode方法可以被Override。下面给出示例：

package com.jyd;
import java.util.Objects;
public class MySchool {
    private String name;
    MySchool(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) {
            return true;
        }
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
            return false;
        }
        MySchool _obj = (MySchool) o;
        return Objects.equals(name, _obj.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        int code = this.name.hashCode();
        System.out.println(code);
        //return code; //true
        //随机数
        return (int) (Math.random() * 1000);//false

    }
}
Set<MySchool> mysets = new HashSet<>();
mysets.add(new MySchool("CUMT"));
MySchool obj = new MySchool("CUMT");
System.out.println(mysets.contains(obj));

执行上述代码，由于hashCode方法被Override，每次返回随机的hash Code值，则意味着两个对象的hash code不一致，那么equals判断则返回false，虽然二者的字面值都为"CUMT"。

7 内存泄漏

我们知道，计算机的内存是有限的，如果Java创建的对象一直不能进行释放，则新创建的对象会不断占用剩余的内存空间，最终导致内存空间不足，抛出内存溢出的异常。内存异常基本的单元测试不容易发现，往往都是上线运行一定时间后才发现的。下面给出示例：

package com.jyd;

import java.util.Properties;
//内存泄漏模拟
public class MemoryLeakDemo {
    public final String key;
    public MemoryLeakDemo(String key) {
        this.key =key;
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Properties properties = System.getProperties();
            for(;;) {
                properties.put(new MemoryLeakDemo("key"), "value");
            }
        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /*
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        MemoryLeakDemo that = (MemoryLeakDemo) o;
        return Objects.equals(key, that.key);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(key);
    }
    */

}

此示例中，有一个for无限循环，它会一直创建一个对象，并添加到properties容器中，如果MemoryLeakDemo类未给出自己的equals方法和hashCode方法，那么这个对象会被一直添加到properties容器中，最终内存泄漏。但是如果定义了自己的equals方法和hashCode方法（被注释的部分），那么新创建的MemoryLeakDemo实例，由于key值一致，则判定为已存在，则不会重复添加，此时则不会出现内存溢出。

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1 相等判断中的==和equals

2 switch语句中丢失了break

3 大量的垃圾回收，效率低下

4 循环时删除元素

5 null引用

6 hashCode对equals的影响

7 内存泄漏

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