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java開發技巧

Java開發技巧從CRUD到架構師：10個讓你效率翻倍的實戰經驗

作為一名寫了8年代碼的Java程序員，我見過太多同行每天加班改BUG卻不見成長，也見過有人入職三年就晉升架構師。這其中的差距，往往不在于技術深度，而在于是否掌握了那些能大幅提升效率、減少踩坑的實戰技巧。本文整理了10個經過阿里、字節真實項目驗證的Java開發技巧，從基礎語法到性能優化，從異常處理到并發編程，每個都能幫你解決實際開發中的痛點問題。

一、集合操作：告別for循環嵌套的噩夢

你是不是也經常寫出這樣的代碼？ 多層for循環嵌套遍歷集合，不僅可讀性差，性能更是堪憂。尤其是當數據量達到10萬級時，嵌套循環帶來的O(n2)復雜度能讓系統直接崩潰。

1.1 Stream API：一行代碼搞定復雜集合處理

Java 8的Stream API絕對是被低估的寶藏功能。比如要從訂單列表中篩選出金額大于1000的訂單，并按用戶ID分組統計總金額，傳統寫法需要50行代碼，而用Stream只需3行：

java

Map userTotalAmount = orderList.stream()

.filter(order -> order.getAmount().compareTo(new BigDecimal("1000")) > 0)

.collect(Collectors.groupingBy(Order::getUserId,

Collectors.reducing(BigDecimal.ZERO, Order::getAmount, BigDecimal::add)));

注意：使用Stream時要避免在中間操作中修改外部變量，這會導致線程安全問題。另外，并行流（parallelStream）并非銀彈，在小數據量場景下反而會因為線程切換降低性能。

1.2 巧用集合初始化提升性能

很多人習慣這樣初始化ArrayList：

java

List list = new ArrayList<>();

list.add("a");

list.add("b");

list.add("c");

但如果能預估集合大小，直接指定初始容量能減少50%的擴容開銷：

java

List list = new ArrayList<>(3); // 已知會添加3個元素

小技巧：HashMap初始化時建議設置initialCapacity = (需要存儲的元素個數 / 負載因子) + 1，負載因子默認0.75，比如要存100個元素，初始容量設為134（100/0.75+1）能避免自動擴容。

二、異常處理：別讓try-catch成為代碼的“牛皮癬”

我見過最夸張的代碼是一個方法里嵌套了7層try-catch，每個catch塊里只打印一句“發生異常”。這樣的異常處理不僅無法定位問題，還會掩蓋真正的錯誤原因。

2.1 精準捕獲異常，拒絕“大而全”

永遠不要捕獲Exception或Throwable這樣的頂級異常！正確的做法是捕獲具體異常，比如NullPointerException、IOException。例如文件操作應該這樣寫：

java

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.txt")) {

// 業務邏輯

} catch (FileNotFoundException e) {

log.error("文件不存在: {}", "data.txt", e); // 記錄具體文件名

throw new BusinessException("讀取配置文件失敗，請檢查文件是否存在");

} catch (IOException e) {

log.error("文件讀取失敗", e);

throw new SystemException("系統IO異常，請聯系管理員", e);

}

2.2 使用try-with-resources自動關閉資源

JDBC連接、IO流如果忘記關閉，會導致資源泄露。Java 7的try-with-resources能自動關閉實現了AutoCloseable接口的資源，再也不用擔心漏寫finally：

java

try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url);

PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);

ResultSet rs = ps.executeQuery()) {

// 數據庫操作

} catch (SQLException e) {

log.error("數據庫查詢失敗", e);

}

三、Optional：優雅解決NPE問題的“防坑神器”

NullPointerException被稱為Java程序員的“老朋友”，據統計它占了生產環境異常的30%以上。Optional雖然不能完全消滅NPE，但能讓代碼更優雅地處理null值。

3.1 從“層層判空”到“鏈式調用”

傳統判空寫法：

java

if (user != null) {

Address address = user.getAddress();

if (address != null) {

String city = address.getCity();

if (city != null) {

return city;

}

return "未知城市";

Optional優化后：

java

return Optional.ofNullable(user)

.map(User::getAddress)

.map(Address::getCity)

.orElse("未知城市");

避坑指南：不要使用Optional.get()方法，這和直接調用obj.method()一樣會拋出NPE。應該使用orElse()、orElseGet()或orElseThrow()來獲取值。

四、并發編程：別讓線程安全問題成為線上“定時炸彈”

去年我們線上出過一個嚴重故障：用戶充值后余額偶爾會翻倍。最后排查發現是使用了SimpleDateFormat這個線程不安全的類。并發編程的坑，每個Java開發者都得踩一遍才能長記性。

4.1 線程池：不是所有任務都適合用CachedThreadPool

很多人圖方便直接用Executors.newCachedThreadPool()，但這個線程池的核心線程數是0，最大線程數是Integer.MAX_VALUE，在高并發場景下會創建大量線程導致OOM。正確的做法是手動創建ThreadPoolExecutor：

java

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(

5, // 核心線程數

10, // 最大線程數

60L, // 空閑線程存活時間

TimeUnit.SECONDS,

new LinkedBlockingQueue<>(100), // 任務隊列

new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("order-process-%d").build(), // 線程名前綴

new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒絕策略：讓提交任務的線程自己執行

);

4.2 ThreadLocal：用完記得remove，否則內存泄露

ThreadLocal能解決線程間變量隔離問題，但如果使用不當（比如在線程池環境下不清理），會導致內存泄露。正確用法是在finally塊中調用remove()：

private static ThreadLocal sdfThreadLocal = ThreadLocal.withInitial(

() -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")

);

public String formatDate(Date date) {

try {

return sdfThreadLocal.get().format(date);

} finally {

sdfThreadLocal.remove(); // 必須清理

}

五、代碼優化：這些細節能讓你的程序快10倍

5.1 字符串拼接：StringBuilder比+號快在哪里？

在循環中用+號拼接字符串，每次都會創建新的String對象，而StringBuilder只會在內部緩沖區擴容。測試表明，拼接10000個字符串時，StringBuilder比+號快200倍以上：

// 反例

String result = "";

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

result += i; // 每次循環都創建新String

}

// 正例

StringBuilder sb = new StringBuilder();

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

sb.append(i);

}

String result = sb.toString();

5.2 避免在循環中創建對象

下面這段代碼在循環中創建了10000個HashMap對象，會導致頻繁的GC：

// 反例

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

Map map = new HashMap<>(); // 循環內創建對象

map.put("key", i);

process(map);

}

// 正例

Map map = new HashMap<>();

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

map.clear(); // 復用對象

map.put("key", i);

process(map);

}

六、工具類：別重復造輪子，這些庫能幫你節省80%時間

6.1 Lombok：消除模板代碼的“神器”

用Lombok的@Data注解，能自動生成getter、setter、toString等方法，讓POJO類清爽不少：

java

@Data

@NoArgsConstructor

@AllArgsConstructor

public class User {

private Long id;

private String name;

private Integer age;

}

注意：Lombok雖然好用，但在大型團隊中建議統一規范，避免濫用@Accessors(chain = true)等可能引起爭議的注解。

6.2 Hutool：國產工具類庫的驕傲

Hutool封裝了大量常用工具方法，比如日期處理、加密解密、Excel操作等。比如判斷字符串是否為空，傳統寫法需要判斷null和空字符串，用Hutool只需：

java

if (StrUtil.isEmpty(str)) { // 等同于 str == null || str.length() == 0

// 處理邏輯

}

七、數據庫操作：別讓SQL成為性能瓶頸

7.1 MyBatis：{}和${}的區別，90%的人都用錯

{}會預編譯SQL（PreparedStatement），能防止SQL注入；而${}是直接字符串替換。比如查詢用戶：

```xml

7.2 批量操作：一次插入1000條數據，用foreach還是BatchExecutor？

MyBatis的foreach標簽在插入大量數據時性能很差（會生成超長SQL）。正確做法是使用BatchExecutor：

java

SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession(ExecutorType.BATCH);

UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);

for (User user : userList) {

mapper.insert(user);

}

session.commit();

session.close();

八、JVM調優：從“猜”到“看”的進階之路

很多程序員對JVM調優感到頭疼，其實掌握基本工具就能解決80%的問題。

8.1 學會看GC日志

在JVM參數中添加-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps，能打印詳細的GC日志。比如：

2023-10-01T12:00:00.123+0800: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 51200K->1024K(61440K)] 51200K->2048K(204800K), 0.0012345 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs]

這段日志表示：年輕代從51200K回收至1024K，總堆內存從51200K回收至2048K，耗時0.0012345秒。如果頻繁發生Full GC（日志中有Full GC字樣），通常是內存泄漏或堆內存不足導致。

8.2 常用JVM參數配置

生產環境推薦配置：

-Xms2g -Xmx2g -Xmn1g -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=256m

-XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:./gc.log

其中-Xms和-Xmx設置為相同值，避免堆內存動態調整帶來的性能損耗。

九、單元測試：寫好測試用例，讓BUG無處遁形

9.1 JUnit 5 + Mockito：輕松搞定單元測試

測試Service層時，通常需要Mock掉DAO層依賴：

@ExtendWith(MockitoExtension.class)

public class UserServiceTest {

@Mock

private UserDao userDao;

@InjectMocks
private UserServiceImpl userService;
@Test
public void testGetUserById() {
    // 準備測試數據
    Long userId = 1L;
    User mockUser = new User(userId, "張三", 20);
    // Mock DAO方法返回
    when(userDao.selectById(userId)).thenReturn(mockUser);
    // 調用Service方法
    User result = userService.getUserById(userId);
    // 斷言結果
    assertNotNull(result);
    assertEquals("張三", result.getName());
    // 驗證DAO方法是否被調用
    verify(userDao, times(1)).selectById(userId);
}