Java后端开发优雅代码实践指南-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Kaka_csdn14/article/details/146880369

写在开始：
1️⃣ 本文仅用作个人java日常开发记录学习使用，如果涉及版权或者其他问题，及时联系小编修改或者下架，多谢
2️⃣作为Java开发者，本文简单介绍日常Objects工具类, Stream流, Optional 等高频使用场景~

一、对象判空工具进阶

1.1 Objects工具类

// 传统写法
if (user != null && user.getName() != null) {...}

// Objects优化版
Objects.requireNonNull(user, "用户对象不能为空");
Objects.requireNonNullElse(user.getName(), "默认名称");

// 多层嵌套判空优化
public String getDepartmentName(User user) {
    return Objects.requireNonNullElse(
        Objects.requireNonNull(user, "用户对象不能为空")
               .getDepartment(),
        Department.DEFAULT
    ).getName();
}

✅ 优势

防御性编程：强制中断非法调用流程，避免污染后续逻辑
异常精准定位：支持自定义异常信息（如"用户ID:123为空"）
性能优势：比传统if判空减少30%字节码指令
代码审计友好：统一判空标准，提升代码可审查性

⚠️ 注意事项

集合判空推荐使用CollectionUtils.isEmpty()
数组判空需结合length属性双重检查
使用Objects.equals()避免equals方法的NPE风险

🔧 企业级实践

在DDD领域驱动设计中用于值对象校验
结合Spring Validation实现统一校验规范
微服务接口参数前置校验标准实现

二、Optional容器

2.1 嵌套对象处理

// 危险写法 可能的NPE风险
String name = user.getAddress().getCity().getName();

// Optional安全版
String cityName = Optional.ofNullable(user)
    .map(User::getAddress)
    .map(Address::getCity)
    .map(City::getName)
    .orElse("未知城市");

public String getCityCode(User user) {
    return Optional.ofNullable(user)
        .flatMap(u -> Optional.ofNullable(u.getAddress()))
        .flatMap(a -> Optional.ofNullable(a.getCity()))
        .map(City::getCode)
        .orElseGet(() -> {
            log.warn("城市编码缺失，用户ID:{}", user.getId());
            return DEFAULT_CITY_CODE;
        });
}

✅ 优势

空值传播控制：自动跳过null节点处理
异步编程友好：与CompletableFuture天然集成
监控集成：方便添加日志埋点和监控统计
模式统一：与Java函数式API保持风格一致

⚠️ 性能优化建议

高频调用场景考虑缓存Optional实例
深度超过3级的链式调用建议拆分
使用OptionalInt等基本类型变体减少装箱开销

🔧 架构级应用

领域服务返回结果包装
与Spring Data JPA的Repository接口结合
响应式编程中的空值处理

⚠️ 不足

滥用会导致代码可读性下降
性能损耗比普通判空高约15%

三、Stream流操作

List<User> users = getUserList();

// 传统循环写法
List<String> names = new ArrayList<>();
for (User user : users) {
    if (user.getAge() > 18) {
        names.add(user.getName());
    }
}

// Stream优化版
List<String> names = users.stream()
    .filter(u -> u.getAge() > 18)
    .map(User::getName)
    .filter(Objects::nonNull)
    .collect(Collectors.toList());

public Map<AgeGroup, List<String>> groupUsers(List<User> users) {
    return users.stream()
        .filter(Objects::nonNull)
        .filter(u -> u.getRegisterTime().isAfter(LocalDate.now().minusYears(1)))
        .collect(Collectors.groupingBy(
            u -> AgeGroup.from(u.getAge()),
            Collectors.mapping(User::getName,
                Collectors.filtering(name -> name.length() > 1,
                    Collectors.toList()))
        ));
}

✅ 工程优势

大数据处理：轻松应对10W+数据量的转换操作
可观测性：方便添加peek()进行调试日志记录
并行优化：利用ForkJoinPool实现自动负载均衡
内存控制：使用懒加载机制减少中间集合创建

⚠️ 生产注意事项

避免在流内修改外部状态
使用Spliterator优化自定义集合遍历
注意关闭IO资源的try-with-resources模式

🔧 性能调优技巧

// 并行流优化示例
List<String> names = users.parallelStream()
    .filter(u -> u.getAge() > 18)
    .map(User::getName)
    .collect(Collectors.toList());

设置自定义线程池：ForkJoinPool.commonPool().awaitQuiescence()
使用unordered()加速特定操作
预分配集合大小：new ArrayList<>(size)

四、断言机制

契约式设计实践

public class BankAccount {
    private double balance;

    public void withdraw(double amount) {
        assert amount > 0 : "取款金额必须为正数";
        assert balance >= amount : "余额不足";

        // 核心业务逻辑
        balance -= amount;
        
        assert balance >= 0 : "取款后余额异常";
    }
}

✅ 进阶价值

设计自检：验证类不变式（Class Invariant）
文档替代：代码即文档，降低理解成本
测试驱动：支持JUnit参数化测试验证
状态监控：结合JMX实现运行时断言监控

⚠️ 企业级方案

生产环境使用Spring Assert替代
集成Jacoco实现断言覆盖率检查
通过AOP实现断言逻辑的统一管理

🔧 混合验证模式

public void transfer(@Valid TransferRequest request) {
    // 框架级校验
    Assert.isTrue(request.amount() > 0, "金额必须大于0");
    
    // 业务级断言
    assert accountRepository.existsById(request.accountId());
    
    // 系统级检查
    Objects.requireNonNull(request.currency(), "币种不能为空");
}

五、最佳实践

5-1 分层校验策略

Controller层：Spring Validation注解校验
Service层：Objects/Assert前置校验
Domain层：保护性条件检查

5-2 智能代码审查

// 反模式示例
public String unsafeGet(User user) {
    return user.getAddress().getCity().getName(); // 可能连环NPE
}

// 审查建议
// 使用Optional或Objects进行空安全处理

5-3 性能平衡公式

选择工具 = 业务需求 × (代码可维护性 + 性能要求) / 团队熟悉度

5-4 异常处理金字塔

异常处理层级：SQLException → ServiceException → GlobalException

5-5 渐进式改造路线

添加基础空校验 → 2. 替换嵌套if判空 → 3. 引入Stream重构循环 → 4. 添加防御性断言 → 5. 建立代码规范检查

六、应用举例

public class OrderService {
    public OrderResult createOrder(OrderRequest request) {
        // 参数校验层
        Objects.requireNonNull(request, "订单请求不能为空");
        Assert.isTrue(!request.items().isEmpty(), "订单项不能为空");

        // 业务处理层
        return Optional.ofNullable(request)
            .map(this::validateInventory)
            .map(this::calculatePrice)
            .map(this::saveOrder)
            .orElseThrow(() -> new BusinessException("订单创建失败"));
    }

    private OrderResult saveOrder(ValidRequest request) {
        assert request.totalPrice() > 0 : "订单金额异常";
        
        return orderRepository.save(request)
            .stream()
            .filter(Objects::nonNull)
            .collect(Collectors.collectingAndThen(
                Collectors.toList(),
                list -> {
                    assert list.size() == request.items().size();
                    return new OrderResult(list);
                }
            ));
    }
}