通过前面十几讲的学习,我们已经把代码“经济”篇的内容学习完了。今天,我们一起把前面讨论到的观点总结一下,并探索一下编写经济代码时的最佳实践检查清单。

为什么需要经济的代码?

我在经济篇这一模块开始的时候讲过这个问题,这里再来简单回忆一遍。

1.提升用户体验

一致性的性能体验,是软件产品赢得竞争的关键指标。复杂的,反应迟钝的软件,很难赢得用户的尊敬。

2.降低研发成本

通过降低软件的复杂度,提高软件的复用,提前考虑性能问题,可以降低软件研发成本,缩短软件开发周期。

3.降低运营成本

经济的代码可以降低软件的复杂度,提高计算资源的使用效率,降低运营成本。

4.防范可用性攻击

复杂的代码和性能低下的代码,更容易成为黑客攻击的目标。如果一个服务器,需要耗费很多资源才能处理一个请求,那么数量很少的模拟请求攻击,就可以导致服务器瘫痪。

怎么编写经济的代码?

既然我们都知道编写经济代码的重要性,那么如何让自己的代码经济又高效呢?

在前面的文章中,我给你从避免过度设计、选择简单直观、超越线程同步、减少内存使用、避免性能陷阱、规模扩张能力等角度探讨了一些方法,下面我提炼了几个点,我们再来重新温习一遍。

1.避免过度设计

我们从需求和设计两个角度探讨了代码的经济问题。

避免需求膨胀的方式主要有两个,第一个是识别核心需求,我们要从用户的角度出发,知道什么是核心需求,什么是衍生需求,什么是无效需求。就像建火车站一样,能够满足乘客出行需求的就是好的设计方案,其他方面再细心认真,起到的也只是锦上添花的效果。那么有一些功能现在好像用不上,但又必须做,该怎么办呢?这就用到了第二个方法:迭代演进,有所主次。

避免过度设计和避免需求膨胀一样,我们需要时刻问自己,什么是现在就必须做的?什么是必须做的?

搞清楚这两个问题,有助于我们始终关注核心需求和核心问题,为代码的质量和编码的效率打好基础。

避免需求膨胀和过度设计,是编写经济代码最需要注意的根基性问题。

2.选择简单直观

我们用了两篇文章,讨论了让代码简单直观的原则和实践

设计一个简单直观的接口,首先,我们要从问题开始。把问题逐步拆解成一个个已经完全穷尽的小问题,这就是我讲到的“相互独立,完全穷尽”原则。在拆解的过程中,软件的接口与接口之间的关系会自然而然地产生。

此外我们还要注意,一个接口只应该做一件事情,如果这个情况太理想化,就要想办法减少接口的依赖关系。

一定记住这个经过实践检验的理念:选择最简单,最直观的解决方案。

3.超越线程同步

现实中,线程同步需要排队,有损效率。我们用了两篇文章,主要讲了该怎么超越线程的同步

只要满足这三个条件中的一个,我们就不需要线程同步了:使用单线程;不关心共享资源的变化;没有改变共享资源的行为。

我们要重新认识Java的“final”这个限定词。使用了限定词“final”的类变量,只能被赋值一次,而且只能在实例化之前被赋值。这样的变量,就是不可变的量。如果一个类的所有的变量,都是不可变的,那么这个类也是不可变的。不可变的量是无法改变的资源,不需要线程同步。

如果线程同步不可避免,就要想办法减少线程同步时间。

另外,我们还讨论了如何使用同步的代码,调动异步的事件。异步编程,可以大幅度降低线程同步的使用,更有效地使用计算机资源。

4.减少内存使用

内存管理对任何一门编程语言来讲都是一个难题。我们用了两篇文章,讨论了提高内存使用效率的一些方法。

减少内存的使用主要有两个方法,第一个方法是减少实例的数量,第二个办法是减小实例的尺寸。

如何减少实例的数量呢?我们可以使用数据静态化的处理方式(比如枚举类型)、用单实例模式、延迟分配技术等。

在减小实例尺寸这一模块,我们要尽量减少独占的空间,尽量使用共享的实例。不可变(immutable)的资源和禁止修改(unmodifiable)的资源,是两类理想的共享资源。

5.规避性能陷阱

我们要学会规避一些常见的性能陷阱,比如字符串的操作、内存泄露、未正确关闭的资源和遗漏的hashCode等。

另外,我们还顺便使用了一个基准测试工具JMH,并通过它分析了一些性能陷阱。我们要有意识地使用一些性能测试工具,通过测试数据来认识、积累性能问题的最佳实践。

6.规模扩张能力

经济的代码需要跟得上产品的规模扩张。我们要理解规模垂直扩张和规模水平扩张这两种方式,特别是支持规模水平扩张

状态数据是影响规模水平扩张能力的最重要的因素。分离无状态数据、提供无状态服务,减少有状态服务的规模,是提升规模水平扩张能力的最佳实践。

经济代码的检查清单

了解了编写经济代码的方法论之后,我们再来看下检查清单。这个检查清单是经济篇这一模块的凝练,也是我看代码的时候,通常会使用的检查点。你也可以参考一下。

如果有检查点没有通过,那么你在阅读代码的时候,就要集中注意力,深入分析;在设计和编写代码的时候,要花时间衡量、妥协、改进;在评审代码的时候,要问清楚为什么这么做,能不能有所改进,并且给出合理的建议。

需求评审

设计评审

代码评审

小结

编写经济的代码,是我们在编程入门之后,需要积累的一项重要技能。正是因为要考虑性能、安全等因素,编写代码才成了一个具有挑战性的工作。

如果我们有以下这两个好习惯,那么编写经济的代码的能力就会越来越强大。

第一个习惯是,要尽早地考虑性能问题。如果你最早接触的是需求制定,就从需求开始考虑;如果你最早接触的是软件架构,就从架构层面开始考虑;如果你最早接触的是软件设计,就从软件设计开始考虑;如果你最早接触到的是代码,代码也有很多性能问题可以考虑。总之,要主动、尽早地考虑效率问题。

第二个习惯是,性能的实践经验需要日积月累。性能的实践经验和技术丰富繁杂,大到产品蓝图,小到每一行代码,中间还有软件的架构、选型、部署等诸多环节,都有很多的最佳实践可以积累。而且这些最佳实践,也会随着时间的推移发生变化,比如说会出现更好的技术方案,曾经的技术满足不了新需求等。所以,我们也要随时更新我们的储备,摒弃过时的经验。

希望你根据自己的实际情况,不断修改、完善、丰富上面的清单,让这份清单更契合你自己的工作领域。

一起来动手

不同的场景,检查清单也不一定相同。我上面的清单,就没有考虑数据库和Web服务架构。如果让你列一个你实际工作中需要的,编写经济代码的检查清单,会是什么样子的? 你可以在我上面的清单上加减检查点,或者新做一个列表。欢迎在留言区公布你的检查清单,我们一起来讨论、学习。

另外,推荐一本书《重新定义公司——谷歌是如何运营的》。如果你没有时间,看看随书附带的小册子也行。这本书,谈的虽然是公司运营,但是我们可以也从中学习到如何设计优秀的产品,如何编写优秀的代码的一些基本思想。

推荐的另外一本书是《Effective Java》。建议找找最新的版本(现在是第三版)。这本书里,有很多非常实用的小经验,每一个小经验都讲得深入又透彻。是一本Java程序员必备的好书。

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