程序人生——Java泛型和反射的使用建议

目录

• 引出
• 泛型和反射
• • 建议93：Java的泛型是类型擦除的
  • • 建议94：不能初始化泛型参数和数组
    • 建议95：强制声明泛型的实际类型
  • 建议96：不同的场景使用不同的泛型通配符
  • • 建议97：警惕泛型是不能协变和逆变的
  • 建议98：建议采用的顺序是List,List,List
  • • 建议99：严格限定泛型类型采用多重界限
    • 建议100：数组的真实类型必须是泛型类型的子类型
  • 建议101：注意Class类的特殊性
  • • 建议102：适时选择getDeclaredXXX和getXXX
    • 建议103：反射访问属性或方法是将Accessible设置为true
  • 建议104：使用forName动态加载类文件
  • • 建议105：动态加载不适合数组
    • 建议106：动态代理可以使代理模式更加灵活
  • 建议107：使用反射增加装饰模式的普适性
  • • 建议108：反射让模板方法模式更强大
    • 建议109：不需要太多关注反射效率
• 深入认识JVM
• • JVM内存分配，类加载
  • 创建对象的4种方法总结
  • 垃圾回收GC
  • JVM调优，Arthas使用
• 认识多线程
• • 创建多线程方法+了解线程池
  • 多线程下-1非原子性问题即解决
  • 再论线程，创建、生命周期
• 总结

引出

程序人生——Java泛型和反射的使用建议

泛型和反射

建议93：Java的泛型是类型擦除的

• 加入泛型优点：加强了参数类型的安全性，减少了类型的转换。Java的泛型在编译期有效，在运行期被删除，也就是说所有的泛型参数类型在编译后都会被清除掉。所以：1、泛型的class对象时是相同的；2、泛型数组初始化时不能声明泛型类型；3、instanceof不允许存在泛型参数

建议94：不能初始化泛型参数和数组

• 泛型类型在编译期被擦除，在类初始化时将无法获得泛型的具体参数，所以泛型参数和数组无法初始化，但是ArrayList却可以，因为ArrayList初始化是向上转型变成了Object类型；需要泛型数组解决办法：只声明，不再初始化，由构造函数完成初始化操作

建议95：强制声明泛型的实际类型

• 无法从代码中推断出泛型类型的情况下，即可强制声明泛型类型；方法：List list2 = ArrayUtils.asList();在输入前定义这是一个Integer类型的参数

建议96：不同的场景使用不同的泛型通配符

• Java泛型支持通配符（Wildcard），可以单独使用一个“?”表示任意类，也可以使用extends关键字表示某一个类（接口）的子类型，还可以使用super关键字表示某一个类（接口）的父类型。1、泛型结构只参与“读”操作则限定上界（extends关键字）；2、泛型结构只参与“写”操作则限定下界（使用super关键字）；3、如果一个泛型结构既用作“读”操作也用作“写”操作则使用确定的泛型类型即可，如List

建议97：警惕泛型是不能协变和逆变的

• Java的泛型是不支持协变和逆变的，只是能够实现协变和逆变）（协变和逆变是指宽类型和窄类型在某种情况下（如参数、泛型、返回值）替换或交换的特性。简单地说，协变是用一个窄类型替换宽类型，而逆变则是用宽类型覆盖窄类型。子类覆写父类返回值类型比父类型变窄，则是协变；子类覆写父类型的参数类型变宽，则是逆变。数组支持协变，泛型不支持协变

建议98：建议采用的顺序是List,List,List

• List是确定的某一个类型，编码者知道它是一个类型，只是在运行期才确定而已；
• List可以进行读写操作，List<?>是只读类型，因为编译器不知道List中容纳的是什么类型的元素，无法增加、修改，但是能删除

建议99：严格限定泛型类型采用多重界限

• 使用“&”符号连接多个泛型界限，如：

建议100：数组的真实类型必须是泛型类型的子类型

• 有可能会抛出ClassCastException异常，toArray方法返回后会进行一次类型转换，Object数组转换成了String数组。由于我们无法在运行期获得泛型类型的参数，因此就需要调用者主动传入T参数类型

建议101：注意Class类的特殊性

• Java处理的基本机制：先把Java源文件编译成后缀为class的字节码文件，然后再通过ClassLoader机制把这些类文件加载到内存中，最后生成实例执行。Java使用一个元类（MetaClass）来描述加载到内存中的类数据，这就是Class类，它是一个描述类的类对象。Class类是“类中类”，具有特殊性：1、无构造函数，不能实例化，Class对象是在加载类时由Java虚拟机通过调用类加载器中的defineClass方法自动构建的；2、可以描述基本类型，8个基本类型在JVM中并不是一个对象，一般存在于栈内存中，但是Class类仍然可以描述它们，例如可以使用int.class表示int类型的类对象；3、其对象都是单例模式，一个Class的实例对象描述一个类，并且只描述一个类，反过来也成立，一个类只有一个Class实例对象。Class类是Java的反射入口，只有在获得了一个类的描述对象后才能动态地加载、调用，一般获得一个Class对象有三种途径：1、类属性方式，如String.class；2、对象的getClass方法，如new String().getClass()；3、forName方法重载，如Class.forName(“java.lang.String”)。获得了Class对象后，就可以通过getAnnotation()获得注解，通过个体Methods()获得方法，通过getConstructors()获得构造函数等

建议102：适时选择getDeclaredXXX和getXXX

• getMethod方法获得的是所有public访问级别的方法，包括从父类继承的方法，而getDeclaredMethod获得的是自身类的所有方法，包括公用方法、私有方法等，而且不受限于访问权限。Java之所以这样处理，是因为反射本意只是正常代码逻辑的一种补充，而不是让正常代码逻辑产生翻天覆地的改动，所以public的属性和方法最容易获取，私有属性和方法也可以获取，但要限定本类。如果需要列出所有继承自父类的方法，需要先获得父类，然后调用getDeclaredMethods方法，之后持续递归

建议103：反射访问属性或方法是将Accessible设置为true

• 通过反射方式执行方法时，必须在invoke之前检查Accessible属性。而Accessible属性并不是我们语法层级理解的访问权限，而是指是否更容易获得，是否进行安全检查。Accessible属性只是用来判断是否需要进行安全检查的，如果不需要则直接执行，这就可以大幅度地提升系统性能。经过测试，在大量的反射情况下，设置Accessible为true可以提升性能20倍以上

建议104：使用forName动态加载类文件

• forName只是加载类，并不执行任何代码）（动态加载（Dynamic Loading）是指在程序运行时加载需要的类库文件，一般情况下，一个类文件在启动时或首次初始化时会被加载到内存中，而反射则可以在运行时再决定是否要加载一个类，然后在JVM中加载并初始化。动态加载通常是通过Class.forName(String)实现。一个对象的生成必然会经过一下两个步骤：1、加载到内存中生成Class的实例对象；2、通过new关键字生成实例对象；**动态加载的意义：**加载一个类即表示要初始化该类的static变量，特别是static代码块，在这里我们可以做大量的工作，比如注册自己，初始化环境等，这才是我们重点关注的逻辑

建议105：动态加载不适合数组

• 通过反射操作数组使用Array类，不要采用通用的反射处理API）（如果forName要加载一个类，那它首先必须是一个类—8个基本类型排除在外，不是具体的类；其次，它必须具有可追索的类路径，否则会报ClassNotFoundException异常。在Java中，数组是一个非常特殊的类，虽然是一个类，但没有定义类路径。作为forName参数时会抛出ClassNotFoundException异常，原因是：数组虽然是一个类，在声明时可以定义为String[]，但编译器编译后会为不同的数组类型生成不同的类，所以要想动态创建和访问数组，基本的反射是无法实现的

建议106：动态代理可以使代理模式更加灵活

• Java的反射框架提供了动态代理（Dynamic Proxy）机制，允许在运行期对目标类生成代理，避免重复开发。静态代理是通过代理主题角色（Proxy）和具体主题角色（Real Subject）共同实现抽象主题角色（Subject）的逻辑的，只是代理主题角色把相关的执行逻辑委托给了具体主题角色而已。动态代理需要实现InvocationHandler接口，必须要实现invoke方法，该方法完成了对真实方法的调用

建议107：使用反射增加装饰模式的普适性

• 装饰模式（Decorator Pattern）的定义是“动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰模式相比于生成子类更为灵活”。比较通用的装饰模式，只需要定义被装饰的类及装饰类即可，装饰行为由动态代理实现，实现了对装饰类和被装饰类的完全解耦，提供了系统的扩展性

建议108：反射让模板方法模式更强大

• 决定使用模板方法模式时，请尝试使用反射方式实现，它会让你的程序更灵活、更强大）（模板方法模式（Template Method Pattern）的定义是：定义一个操作中的算法骨架，将一些步骤延迟到子类中，使子类不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。简单说，就是父类定义抽象模板作为骨架，其中包括基本方法（是由子类实现的方法，并且在模板方法被调用）和模板方法（实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑），它使用了简单的继承和覆写机制。使用反射后，不需要定义任何抽象方法，只需定义一个基本方法鉴别器即可加载复合规则的基本方法

建议109：不需要太多关注反射效率

• 反射效率低是个真命题，但因为这一点而不使用它就是个假命题）（反射效率相对于正常的代码执行确实低很多（经测试，相差15倍左右），但是它是一个非常有效的运行期工具类

深入认识JVM

JVM内存分配，类加载

Java进阶（1）——JVM的内存分配 & 反射Class类的类对象 & 创建对象的几种方式 & 类加载（何时进入内存JVM）& 注解 & 反射+注解的案例

创建对象的4种方法总结

Java进阶（4）——结合类加载JVM的过程理解创建对象的几种方式：new，反射Class，克隆clone（拷贝），序列化反序列化

垃圾回收GC

Java进阶（垃圾回收GC）——理论篇：JVM内存模型 & 垃圾回收定位清除算法 & JVM中的垃圾回收器

简介：本篇博客介绍JVM的内存模型，对比了1.7和1.8的内存模型的变化；介绍了垃圾回收的语言发展；阐述了定位垃圾的方法，引用计数法和可达性分析发以及垃圾清除算法；然后介绍了Java中的垃圾回收器，由串行、到并行再到并发，最后到G1的演变；最后给出了垃圾回收器的对比和使用指引。

JVM调优，Arthas使用

• Java进阶（JVM调优）——阿里云的Arthas的使用 & 安装和使用 & 死锁查找案例，重新加载案例，慢调用分析
• Java进阶（JVM调优）——JVM调优参数 & JDK自带工具使用 & 内存溢出和死锁问题案例 & GC垃圾回收

认识多线程

创建多线程方法+了解线程池

Java进阶（5）——创建多线程的方法extends Thread和implements Runnable的对比 & 线程池及常用的线程池

多线程下-1非原子性问题即解决

Java进阶（6）——抢购问题中的数据不安全（非原子性问题）& Java中的synchronize和ReentrantLock锁使用 & 死锁及其产生的条件

再论线程，创建、生命周期

Java进阶（再论线程）——线程的4种创建方式 & 线程的生命周期 & 线程的3大特性 & 集合中的线程安全问题

主要内容：
1.线程创建的方式，继承Thread类，实现Runable接口，实现Callable接口，采用线程池；
2.线程生命周期： join()：运行结束再下一个， yield()：暂时让出cpu的使用权，deamon()：守护线程，最后结束，sleep()：如果有锁，不会让出；
3.线程3大特性，原子性，可见性，有序性；
4.list集合中线程安全问题，hash算法问题；

总结

程序人生——Java泛型和反射的使用建议