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「 Java 基础 - 对象 」一篇文章讲清楚 Java 开发中如何更优雅的创建对象

作者:小刘学编程
  • 2023-02-17
    陕西
  • 本文字数:4370 字

    阅读完需:约 14 分钟

「 Java基础-对象 」一篇文章讲清楚Java开发中如何更优雅的创建对象

一 前言

Java是面向对象的编程语言,作为Java开发人员,我们每天都会创建许多对象.只要代码中用到,就需要创建对象。


Java语言中,创建对象基本的方法有 6 种,下面我们来一一地在回顾一下。

二 基本的方法

(1)使用new关键字

Person p1 = new Person();
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(2)反射之ClassnewInstance()

Person p2 = Person.class.newInstance();
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(3)反射之Constructor类的newInstance()

Person p3 = Person.class.getDeclaredConstructor().newInstance();
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(4)Object对象的clone方法

Person p4 = (Person) p1.clone();
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注意事项:


a、注意Object类的clone方法是protected的,在Override的时候,可以改成public,这样让其它所有类都可以调用。


b、注意浅拷贝和深拷贝。

(5)反序列化

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.bin"));oos.writeObject(p1);oos.close();
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.bin"));Person p5 = (Person) ois.readObject();ois.close();
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注意事项:


a、必须要实现Serializable接口;


b、需要注意哪些字段可序列化,哪些字段不会被序列化,如何控制;


c、注意serialVersionUID的作用;

(6)使用 Unsafe 类

Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");f.setAccessible(true);Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);Person p6 = (Person) unsafe.allocateInstance(Person.class);
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*注意:此方法一般不常用,只是作为知识框架的补充提及。

基本方法小结

1、正常创建:通过new操作符;

2、反射创建:调用Classjava.lang.reflect.ConstructornewInstance()方法;

3、克隆创建:调用现有对象的clone()方法;

4、反序列化:调用java.io.ObjectInputStreamgetObject()方法反序列化;

5、使用Unsafe类:不常用的方法



三 优雅的方式

Java 对象的创建方式是其语法明确规定,用户不可能从外部改变的。本文仍然要使用上面的方式来创建对象,只是方式更高级、更优雅!


假设有这样一个场景,现在要构建一个大型的对象,这个对象包含许多个参数的对象,有些参数有些是必填的,有些则是选填的。那么如何构建优雅、安全地构建这个对象呢?

方式一:单一构造函数

通常,我们第一反应能想到的就是单一构造函数方式。直接 new 的方式构建,通过构造函数来传递参数,见下面的代码:


/** * 单一构造函数 */public class Person01 {
// 姓名(必填) private String name;
// 年龄(必填) private int age;
// 身高(选填) private int height;
// 学校(选填) private String school;
// 爱好(选填) private String hobby;

public Person01(String name, int age, int height, String school, String hobby) { this.name = name; this.age = age; this.height = height; this.school = school; this.hobby = hobby; }}
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上面的构建方式有下面的缺点:


1、有些参数是可以选填的(如height,school),在构建Person的时候必须要传入可能并不需要的参数。

2、现在上面才 5 个参数,构造函数就已经非常长了。如果是 20 个参数,写出来的代码可读性、可维护性就会非常差。

3、构建的这样的对象非常容易出错。客户端必须要对照Javadoc或者参数名来讲实参传入对应的位置。如果参数都是 String 类型的,一旦传错参数,编译是不会报错的,但是运行结果却是错误的。

方式二:多构造函数

/** * 多构造函数 */public class Person02 {
// 姓名(必填) private String name;
// 年龄(必填) private int age;
// 身高(选填) private int height;
// 学校(选填) private String school;
// 爱好(选填) private String hobby;
public Person02(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; }
public Person02(String name, int age, int height) { this.name = name; this.age = age; this.height = height; }

public Person02(String name, int age, int height, String school) { this.name = name; this.age = age; this.height = height; this.school = school; }
public Person02(String name, int age, int height, String school, String hobby) { this.name = name; this.age = age; this.height = height; this.school = school; this.hobby = hobby; }}
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上面的方式确实能在一定程度上降低构造函数的长度,但是却有下面的缺陷:


1、导致类过长:这种方式会使得 Person 类的构造函数成阶乘级增长。按理来说,应该要写的构造函数数是可选成员变量的组合数。如果让其他人调用这样的类,绝对会在心里默念 xx!!

2、有些参数组合无法重构。因为 Java 中重载是有限制的,相同方法签名的方法不能构成重载,编译时无法通过。譬如包含(name,age,school)和(name,age,hobby)的构造函数是不能重载的,因为shcoolhobby同为String类型。Java 只认变量的类型,不认变量的含义。

方式三:JavaBean 方式

直接上代码:


/** * javaBean 方式创建对象 */public class Person03 {
// 姓名(必填) private String name;
// 年龄(必填) private int age;
// 身高(选填) private int height;
// 学校(选填) private String school;
// 爱好(选填) private String hobby;
public Person03(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; }
public void setHeight(int height) { this.height = height; }
public void setSchool(String school) { this.school = school; }
public void setHobby(String hobby) { this.hobby = hobby; }}
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客户端使用这个对象的代码如下:


/** * 使用Person03 对象的客户端 */public class Client03 {
public static void main(String[] args) { Person03 person03 = new Person03("xiaoliu",12); person03.setHeight(170); person03.setSchool("北京大学"); person03.setHobby("读书"); }}
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这样看起来完美的解决了 Person 对象构建的问题,使用起来非常优雅便捷。确实,在单一线程的环境中这确实是一个非常好的构建对象的方法,但是如果是在多线程环境中仍有其致命缺陷。


在多线程环境中,这个对象不能安全地被构建,因为它不是不可变对象。一旦 Person 对象被构建,我们随时可通过setXXX()方法改变对象的内部状态。假设有一个线程正在执行与Person对象相关的业务方法,另外一个线程改变了其内部状态,这样得到莫名其妙的结果。由于线程运行的无规律性,使得这问题有可能不能重现.

方式四:Builder 方式

为了完美地解决这个问题,我们使用构建器(Builder)来优雅、安全地构建 Person 对象。直接上代码:


/** * Builder 方式 */public class Person04 {
// 姓名(必填) private final String name;
// 年龄(必填) private final int age;
// 身高(选填) private final int height;
// 学校(选填) private final String school;
// 爱好(选填) private final String hobby;
/** * 这个私有构造函数的作用: * 1、成员变量的私有化,final 类型的变量必须进行初始化,否则无法编译成功 * 2、私有构造函数能够保证该对象无法从外部创建,并且person类无法被继承 * @param name * @param age * @param height * @param school * @param hobby */ private Person04(String name, int age, int height, String school, String hobby) { this.name = name; this.age = age; this.height = height; this.school = school; this.hobby = hobby; }
public void doSomeThing(){ //todo do what you want! }
/** * 构建器 * 为什么Builder是内部静态类? * 1、必须是person的内部类,否则,由于Person的构造函数私有,不能通过new的方式创建对象; * 2、必须是静态类,由于Person对象无法从外部创建,如果不是静态类,则外部无法引用Builder对象; * 注意:Builder的内部成员变量要与Person的成员变量保持一致 */ public static class Builder{
// 【这里成员变量不能是final的】 // 姓名(必填) private String name;
// 年龄(必填) private int age;
// 身高(选填) private int height;
// 学校(选填) private String school;
// 爱好(选填) private String hobby;
public Builder(String name,int age){ this.name = name; this.age = age; }
public Builder setHeight(int height) { this.height = height; return this; }
public Builder setSchool(String school) { this.school = school; return this; }
public Builder setHobby(String hobby) { this.hobby = hobby; return this; }
/** * 构建对象 * 返回待够贱的对象本身 * @return */ public Person04 build(){ return new Person04(name,age,height,school,hobby); } }}
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1、通过 privatePerson(..)使得 Person 类不可被继承;

2、通过将 Person 类的成员变量设置为 final 类型,使得其不可变;

3、通过 Person 内部的 static Builder 类来构建 Person 对象;

4、通过将 Builder 类内部的 setXXX()方法返回 Builder 类型本身,实现链式调用构建 Person 对象;


至此,我们就相对完美地解决这一类型的对象创建问题!总结待创建的对象特点:


1、需要用户手动的传入多个参数,并且有多个参数是可选的、顺序任意;

2、对象不可变;

3、对象所属的类不是为了继承而设计的,即类不能被继承;

四 总结

本文介绍了 java 创建对象的 6 种基本方法,引申出复杂业务场景中如何优雅地创建对象这一问题,我们依次使用的对象构建方法如下:


1、单一构造函数

2、多构造函数

3、JavaBean 方式

4、Builder 方式


最终,通过比较得出 Builder 方法最为合适的解决办法。

五 参考

Java创建对象的六种方法-权当记录一下


感谢前人的经验、分享和付出,让我们可以有机会站在巨人的肩膀上眺望星辰大海!

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后端工程师@代码都困了💤 2023-02-07 加入

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