尝试Java，从入门到Kotlin（上）

之前一直使用C#开发，最近由于眼馋Java生态环境，并借着工作服务化改造的契机，直接将新项目的开发都转到Java上去。积攒些Java开发经验，应该对.NET开发也会有所启发和益处。

从理论上说，Java和C#语言差别不大，毕竟难听地说，C#就是抄Java出来的。程序语言简史如是介绍这两种语言：

然而随着时间流逝语言发展，个人认为，C#在语言层面已经大大领先了Java。关于Java和C#的比较这几篇文章http://blog.zhaojie.me/2010/04/why-java-sucks-and-csharp-rocks-1-thoughts-and-goals.html有着详细的描述。下面我总结一下我在趟过的坑，以供转型或学习的同学参考。

本文并非要比出这些语言谁优谁劣。有时候，好或坏是非常主观的判断，不同人有着不同的看法，强行断定好坏只会引起无畏的争论。这些语言有着各自的特点，有各自适合的场景。就像下面要谈到的Checked Exception特性，这是个很好的特性，但是在一些情况下也会引起不少麻烦。

Checked Exception

Java是Checked Exception的。这就是说，如果你写了一个方法，这个方法会抛出一些异常，那么你需要用throws关键字标明这个方法会抛出哪些异常。这个特性很难说是好还是不好。Checked Exception本质上是一种类型系统，它明确规定了一个方法除了返回值类型以外，还可能抛出什么异常。这样调用方函数就能够明确地知晓应该处理或者传递哪些异常。这个特性在用得好的人手里，对正确处理各种边边角角的异常十分有用。然而，如果在你无法自己选队友，无法控制开发人员的水平的情况下，你很可能会发现，所有的方法都被标记为throws Exception。

Lambda，以及与Checked Exception产生的奇怪反应

Java的Lambda本质上仍然是一个对象。事实上，Java的Lambda函数是一个满足Functional Interface接口的对象。比如下面代码，声明了一个具有一个int参数，返回一个int参数的函数。

@FunctionalInterface

interface AFunction {

    int invokeBalaBala(int a);

}

我们可以这样定义一个这个函数的变量：AFunction f = x -> 2 * x;。

Java的Lambda和Checked Exception结合在一起后，产生了一个非常棘手的问题。由于Checked Exception是类型系统的一部分，一个不抛出异常的函数和一个会抛出异常的函数，它们的类型是不相同的。这就导致了Java的Lambda泛用性大大减少而且不是很好用。以对List的map操作为例，我们可以用如下代码将list里的每个元素翻倍：

list = list.stream().map(x -> 2 * x).collect(Collectors.toList());

这里map接收一个类型为输入一个int参数，返回一个int值的函数。然而，如果我们需要给它的函数有可能抛出异常，比如这个函数会去读取文件、访问网络服务、或者做Json反序列化，则由于类型不同，Java编译器将会报错。

// 这个编译器会报错

list.stream().map(x -> JsonUtil.parse(x)).collect(Collectors.toList());

解决方案一种是在函数体中使用try cache处理异常。但是很多时候，异常没办法在这个时刻处理，必须要抛出。那么还有另一种方案：将异常转换为RuntimeException，RuntimeException是所谓的Unchecked Exception，它不是类型系统的一部分，不需要用throws标注，所以不会导致函数类型变化。另一方面，编译器也无法检测出是否可能会抛出RuntimeException。无论采用哪种方案，都使得这个Lambda函数变得没那么好看。

泛型

Java的泛型原理和C#不同。C#是运行时泛型，在程序运行的时候仍然能获取泛型的类型信息。而Java的泛型是类型擦除（Type Erasure）式泛型。名称听起来很高大上，意思是Java的泛型仅仅用于编译时类型检查，类型检查完成后，类型信息就被编译器擦除。在最后生成的字节码中中，泛型类型都被改为Object类型。

比如这句：

HashMap<TK, TV> map = new HashMap<TK, TV>();

编译后变成：

HashMap map = new HashMap();

Type Erasure方式的影响主要有两个：

运行时无法判断类型；
运行时无法动态生成泛型具现化的类的实例。

像下面两句：

x instanceof T

new T()

在Java中都会编译出错。而这在C#中都是很常见的代码。在C#中，我们可以有这样的Json反序列化方法：

T parse<T>(string jsonStr)

这个方法将jsonStr反序列化为类型T的一个对象。这种写法看起来十分自然。然而在Java中无法实现。因为在parse方法中需要在运行时实例化T的一个对象，而Java在运行时这些泛型都已经被擦除，无法获取类型T的信息，从而无法实例化。要在Java实现类似的方法，需要额外将一个Class对象放到参数：

T parse(String jsonStr, Class<T> type)

这样Java才能使用这个type，在运行时使用反射的方式生成类型T的实例。

Getter/Setter

在面向对象哲学中，字段属于实现细节，应该设为private使它隐藏在类的内部。但是在实际中，有很多字段需要直接访问和修改。从功能实现上讲，直接把字段设为public也是可以的。但是这样做的坏处在于未来功能扩展时，这个字段的含义、存储方式可能发生变化，导致每个使用了这个字段的代码都需要修改。因此，应该将字段的访问封装的方法中，即使只是很简单的访问和设置，也应该实现getter方法和setter方法。

C#和Python有property特性支持快速定义和调用getter方法和setter方法。Ruby则依靠函数调用可以省略括号的特性，使getter方法看起来很像直接访问字段。Java没有使用特性支持getter和setter方法，而是约定必须实现字段名前加get的getter方法（然而这里有个不一致的地方，如果字段是布尔类型，则加is）和字段名前加set的setter方法。这导致的一个问题是开发时需要编写大量的getter方法和setter方法。为Java冗长的特点贡献了一份力量。遵循这个规范很重要，以为在很多常用库，比如Json序列化，会以getter方法作为字段存在的依据。

为了减少开发工作量，可以使用IDE自动生成getter方法和setter方法。常见的Java IDE都支持自动生成getter方法和setter方法。另一个方案是使用Lombok，通过Data，Getter，Setter等注解，让编译器在编译时自动生成getter方法和setter。