Java基础（那些习以为常缺不知道原理的地方）

一、基础

1.1 正确的使用equals方法

Object的equals方法容易抛空指针异常，应使用常量或确定有值的对象来调用 equals。如下代码

// 不能使用一个值为null的引用类型变量来调用非静态方法，否则会抛出异常
String str = null;
if (str.equals("SnailClimb")) {
  ...
} else {
  ..
}

//运行上面的程序会抛出空指针异常，但是我们把第二行的条件判断语句改为下面这样的话，就不会抛出空指针异常，else 语句块得到执行。

"SnailClimb".equals(str);// false 

//不过更推荐使用 java.util.Objects#equals(JDK7 引入的工具类)。

Objects.equals(null,"SnailClimb");// false

源码：
public static boolean equals(Object a, Object b) {
        // 可以避免空指针异常。如果a==null的话此时a.equals(b)就不会得到执行，避免出现空指针异常。
        return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
    }

调用equals方法时，一定要遵循 “常量”.equals(变量) 或者 后输入的.equals(之前的)。这样就可以尽量避免空指针错误，平时多注意，养成习惯，防止日后埋下隐患。

知识补充

关于null，你不得不知道的几件事：

1、null是Java中的关键字，像public、static、final。它是大小写敏感的，你不能将null写成Null或NULL，编译器将不能识别它们然后报错。

2、就像每种原始类型都有默认值一样，如int默认值为0，boolean的默认值为false，null是任何引用类型的默认值，不严格的说是所有object类型的默认值。就像你创建了一个布尔类型的变量，它将false作为自己的默认值，Java中的任何引用变量都将null作为默认值。这对所有变量都是适用的，如成员变量、局部变量、实例变量、静态变量（但当你使用一个没有初始化的局部变量，编译器会警告你）。为了证明这个事实，你可以通过创建一个变量然后打印它的值来观察这个引用变量。

3、null既不是对象也不是一种类型，它仅是一种特殊的值，你可以将其赋予任何引用类型，你也可以将null转化成任何类型。

4、null可以赋值给引用变量，你不能将null赋给基本类型变量，例如int、double、float、boolean。如果你那样做了，编译器将会报错。

5、任何含有null值的包装类在Java拆箱生成基本数据类型时候都会抛出一个空指针异常。（例如Integer拆箱成int时）

6、如果使用了带有null值的引用类型变量，instanceof操作将会返回false。（instanceof：用来在运行时指出对象是否是特定类的一个实例，例如：Integer num = null，那么，调用 num instanceof Integer时会返回false）

7、不能调用非静态方法来使用一个值为null的引用类型变量，它将会抛出空指针异常；可以使用静态方法来使用一个值为null的引用类型变量，因为静态方法使用静态绑定，不会抛出空指针异常。

8、你可以使用==或者!=操作来比较null值，但是不能使用其他算法或者逻辑操作，例如小于或者大于。跟SQL不一样，在Java中null==null将返回true。

1.2 整型包装类值的比较

所有整型包装类对象值的比较必须使用equals方法。

 Integer x = 3;
 Integer y = 3;
 System.out.println(x == y);// true
 Integer a = new Integer(3);
 Integer b = new Integer(3);
 System.out.println(a == b);//false
 System.out.println(a.equals(b));//true

当使用自动装箱方式创建一个Integer对象时，当数值在-128 ~127时，会将创建的 Integer 对象缓存起来，当下次再出现该数值时，直接从缓存中取出对应的Integer对象。所以上述代码中，x和y引用的是相同的Integer对象。

注意：如果你的IDE(IDEA/Eclipse)上安装了阿里巴巴的p3c插件，这个插件如果检测到你用 ==的话会报错提示，推荐安装一个这个插件，很不错。

1.3BigDecimal

1.3.1. BigDecimal 的用处

《阿里巴巴Java开发手册》中提到：浮点数之间的等值判断，基本数据类型不能用==来比较，包装数据类型不能用 equals 来判断。 具体原理和浮点数的编码方式有关，这里就不多提了，我们下面直接上实例：

 float a = 1.0f - 0.9f;
 float b = 0.9f - 0.8f;
 System.out.println(a);// 0.100000024
 System.out.println(b);// 0.099999964
 System.out.println(a == b);// false

具有基本数学知识的我们很清楚的知道输出并不是我们想要的结果（精度丢失），我们如何解决这个问题呢？一种很常用的方法是：使用使用 BigDecimal 来定义浮点数的值，再进行浮点数的运算操作。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
BigDecimal c = new BigDecimal("0.8");
BigDecimal x = a.subtract(b);// 0.1
BigDecimal y = b.subtract(c);// 0.1
System.out.println(x.equals(y));// true 

1.3.2. BigDecimal 的大小比较

a.compareTo(b) : 返回 -1 表示小于，0 表示 等于， 1表示 大于。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
System.out.println(a.compareTo(b));//

1.3.3. BigDecimal 保留几位小数

通过 setScale方法设置保留几位小数以及保留规则。保留规则有挺多种，不需要记，IDEA会提示。

BigDecimal m = new BigDecimal("1.255433");
BigDecimal n = m.setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
System.out.println(n);// 1.255

1.3.4. BigDecimal 的使用注意事项

注意：我们在使用BigDecimal时，为了防止精度丢失，推荐使用它的 BigDecimal(String) 构造方法来创建对象。《阿里巴巴Java开发手册》对这部分内容也有提到如下图所示。

1.3.5. 总结

BigDecimal 主要用来操作（大）浮点数，BigInteger 主要用来操作大整数（超过 long 类型）。

BigDecimal 的实现利用到了 BigInteger, 所不同的是 BigDecimal 加入了小数位的概念

1.4. 基本数据类型与包装数据类型的使用标准

Reference:《阿里巴巴Java开发手册》

• 【强制】所有的 POJO 类属性必须使用包装数据类型。
• 【强制】RPC 方法的返回值和参数必须使用包装数据类型。
• 【推荐】所有的局部变量使用基本数据类型。

比如我们如果自定义了一个Student类,其中有一个属性是成绩score,如果用Integer而不用int定义,一次考试,学生可能没考,值是null,也可能考了,但考了0分,值是0,这两个表达的状态明显不一样.

说明 :POJO 类属性没有初值是提醒使用者在需要使用时，必须自己显式地进行赋值，任何 NPE 问题，或者入库检查，都由使用者来保证。

正例 : 数据库的查询结果可能是 null，因为自动拆箱，用基本数据类型接收有 NPE 风险。

反例 : 比如显示成交总额涨跌情况，即正负 x%，x 为基本数据类型，调用的 RPC 服务，调用不成功时，返回的是默认值，页面显示为 0%，这是不合理的，应该显示成中划线。所以包装数据类型的 null 值，能够表示额外的信息，如:远程调用失败，异常退出。

2. 集合

2.1. Arrays.asList()使用指南

Arrays.asList()在平时开发中还是比较常见的，我们可以使用它将一个数组转换为一个List集合。

String[] myArray = { "Apple", "Banana", "Orange" }；
List<String> myList = Arrays.asList(myArray);
//上面两个语句等价于下面一条语句
List<String> myList = Arrays.asList("Apple","Banana", "Orange");

JDK 源码对于这个方法的说明：

/**
 *返回由指定数组支持的固定大小的列表。此方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁，与 Collection.toArray()结合使用。返回的List是可序列化并实现RandomAccess接口。
 */
public static <T> List<T> asList(T... a) {
    return new ArrayList<>(a);
}

2.1.2. 《阿里巴巴Java 开发手册》对其的描述

Arrays.asList()将数组转换为集合后,底层其实还是数组，《阿里巴巴Java 开发手册》对于这个方法有如下描述、

2.1.3. 使用时的注意事项总结
传递的数组必须是对象数组，而不是基本类型。

Arrays.asList()是泛型方法，传入的对象必须是对象数组。

 int[] myArray = { 1, 2, 3 };
 List myList = Arrays.asList(myArray);
 System.out.println(myList.size());//
 System.out.println(myList.get(0));//数组地址值
 System.out.println(myList.get(1));//报错：ArrayIndexOutOfBoundsException
 int [] array=(int[]) myList.get(0);
 System.out.println(array[0]);//

当传入一个原生数据类型数组时，Arrays.asList() 的真正得到的参数就不是数组中的元素，而是数组对象本身！此时List 的唯一元素就是这个数组，这也就解释了上面的代码。

我们使用包装类型数组就可以解决这个问题。

Integer[] myArray = { 1, 2, 3 };

使用集合的修改方法:add()、remove()、clear()会抛出异常。

List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
myList.add(4);//运行时报错：UnsupportedOperationException
myList.remove(1);//运行时报错：UnsupportedOperationException
myList.clear();//运行时报错：UnsupportedOperationException

Arrays.asList() 方法返回的并不是 java.util.ArrayList ，而是 java.util.Arrays 的一个内部类,这个内部类并没有实现集合的修改方法或者说并没有重写这些方法

List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
System.out.println(myList.getClass());//class java.util.Arrays$ArrayList

下图是java.util.Arrays$ArrayList的简易源码，我们可以看到这个类重写的方法有哪些。

 private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements RandomAccess, java.io.Serializable
    {
        ...

        @Override
        public E get(int index) {
          ...
        }

        @Override
        public E set(int index, E element) {
          ...
        }

        @Override
        public int indexOf(Object o) {
          ...
        }

        @Override
        public boolean contains(Object o) {
           ...
        }

        @Override
        public void forEach(Consumer<? super E> action) {
          ...
        }

        @Override
        public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
          ...
        }

        @Override
        public void sort(Comparator<? super E> c) {
          ...
        }
    }

我们再看一下java.util.AbstractList的remove()方法，这样我们就明白为啥会抛出UnsupportedOperationException。

public E remove(int index) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

2.1.4. 如何正确的将数组转换为ArrayList?

1. 自己动手实现（教育目的）

//JDK1.5+
static <T> List<T> arrayToList(final T[] array) {
  final List<T> l = new ArrayList<T>(array.length);

  for (final T s : array) {
    l.add(s);
  }
  return (l);
}

Integer [] myArray = { 1, 2, 3 }; 
System.out.println(arrayToList(myArray).getClass());//class java.util.ArrayList

2. 最简便的方法(推荐)

List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"))

3. 使用 Java8 的Stream(推荐)

Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray).collect(Collectors.toList());
//基本类型也可以实现转换（依赖boxed的装箱操作）
int [] myArray2 = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray2).boxed().collect(Collectors.toList());

4. 使用 Guava(推荐)

对于不可变集合，你可以使用ImmutableList类及其of()与copyOf()工厂方法：（参数不能为空）

List<String> il = ImmutableList.of("string", "elements");  // from varargs
List<String> il = ImmutableList.copyOf(aStringArray);      // from array

对于可变集合，你可以使用Lists类及其newArrayList()工厂方法：

List<String> l1 = Lists.newArrayList(anotherListOrCollection);    // from collection
List<String> l2 = Lists.newArrayList(aStringArray);               // from array
List<String> l3 = Lists.newArrayList("or", "string", "elements"); // from varargs

2.2. Collection.toArray()方法使用的坑&如何反转数组
该方法是一个泛型方法：<T> T[] toArray(T[] a); 如果toArray方法中没有传递任何参数的话返回的是Object类型数组。

String [] s= new String[]{
    "dog", "lazy", "a", "over", "jumps", "fox", "brown", "quick", "A"
};
List<String> list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);
s=list.toArray(new String[0]);//没有指定类型的话会报错

由于JVM优化，new String[0]作为Collection.toArray()方法的参数现在使用更好，new String[0]就是起一个模板的作用，指定了返回数组的类型，0是为了节省空间，因为它只是为了说明返回的类型。详见：https://shipilev.net/blog/2016/arrays-wisdom-ancients/

2.3. 不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作
如果要进行remove操作，可以调用迭代器的 remove方法而不是集合类的 remove 方法。因为如果列表在任何时间从结构上修改创建迭代器之后，以任何方式除非通过迭代器自身remove/add方法，迭代器都将抛出一个ConcurrentModificationException,这就是单线程状态下产生的 fail-fast 机制。

fail-fast 机制 ：多个线程对 fail-fast 集合进行修改的时，可能会抛出ConcurrentModificationException，单线程下也会出现这种情况，上面已经提到过。

java.util包下面的所有的集合类都是fail-fast的，而java.util.concurrent包下面的所有的类都是fail-safe的。