Java高效编程最佳实践
Java开发 中级班
一、为什么需要该课程
从诞生之初直至现在，Java一直是最流行的编程语言之一。而在计算机世界里，变化是常态。几年的时间，计算机世界就可能发生天翻地覆的变化。处理器处理能力的增长，网络带宽的增长，以及编程方法论的进步等，意味着如今的开发环境与几年前发生了不小的变化，遑论20年前。这么多年以来，Java一直保持着旺盛的生命力，被众多公司采纳，受到众多程序员的喜爱，这自然与其不断地根据外界的变化调整更新自身的能力密切相关。
Java的最新发布版本是Java SE21。相比以前的版本添加了几个新特性，比如极为重要的lambda表达式，以及java.util.stream包中提供的流API。另外也在其他地方做了重要更新，比如允许接口方法具有默认实现。这些新的特性无疑会让程序员的工作变得十分方便，不过这也意味着程序员要改变固有的思维方式，在更适合使用新特性的地方积极运用它们。考虑到这些特性的重要性，本课程用了大量时间的来探讨这些新特性。
Java是一门生命力极强的语言，可以预见未来仍会随着开发环境的变化继续升级。希望读者通过本书，能够牢固地掌握Java的基础知识和思维方式，从而在Java推出新功能时，能够迅速掌握并加以运用！
该课程适应于各类开发人员技术人员.面向有编程经验的软件开发工程师，具有一定面向对象分析与编程基础，熟练使用过其他语言（如C语言，C++，VB等）等
二、课程内容安排（内容5天，课程顺序上课可能有一些调整）
第1单元 Java体系介绍
内容一：Java语言概述和JVM虚拟机体系
1.Java语言概述
2.Java虚拟机概述
3.Java虚拟机的体系结构
4.Java虚拟机内存管理机制
第2 Java面向对象编程
内容一：面向对象基本原则
1.面向对象基本原则概述
2.SRP:单一职责原则
3.OCP:开放－封闭原则
4.LSP:Liskov替换原则
5.DIP:依赖倒置原则
6.ISP:接口隔离原则
内容二：Java面向对象编程思维
1、面向对象分析与设计的本质
2、面向对象设计思维与面向过程设计思维—职责驱动设计
3、抽象本质
4、封装本质
5、继承本质
6、多态本质
7、面向对象常见的错误认识—思考OO带来的价值
8、为什么学习设计模式需要面向对象思维
9、从面向对象到模式到再到真正的面向对象
内容三：Java面向对象编程实现
1、定义继承、多态、重载、虚拟方法调用
2、使用访问修饰符protected和default (包内友好)
3、描述构造函数和方法重载的概念
4、描述完整对象创建和初始化工作
5、创建静态变量、方法和初始化
6、创建并使用枚举类型
内容三：java接口与抽象类
1、java接口
2、接口的特性
3、接口与抽象类
4、接口与回调
5、内部类
6、匿名内部类
内容四：java面向对象编程最佳实践
1.使类和成员的可访问性最小化
2.要在公有类而非公有域中使用访问方法
3.使可变性最小化
4.复合优先于继承
5.要么设计继承并提供文档说明，要么禁止继承
6.接口优于抽象类
7.为后代设计接口
8.接口只用于定义类型
9.类层次优于标签类
10.静态成员类优于非静态成员类
11.限制源文件为单个顶级类
第3 Java工程师必备设计模式
内容一：创建型模式（principles）
1、简单创建型工厂
1. Factory Method（工厂方法）(结合spring，无需手工编写
2. Builder（生成器） (结合Lombok)
3. Singleton（单件）(结合spring，无需手工编写)
2、java创建型模式的讨论
内容二：结构型模式（principles）
1.Adapter（适配器）—类对象结构型模式
2.Composite（组成）—对象结构型模式
3.FACADE（外观）—对象结构型模式
4.Proxy（代理）—对象结构型模式
内容三：行为型模式（principles）
1.CHAIN OF RESPONSIBIL ITY（职责链） —对象行为型模式
2.OBSERVER（观察者）—对象行为型模式
3.STATE（状态）—对象行为型模式
4.STRATEGY（策略）—对象行为型模式
5.TEMPLATE METHOD（模板方法）—类行为型模式
内容四：软件设计的灵活性-结合案例分析设计模式的应用
1.什么是好的设计和衡量的手段,世界大师的观点(Robert C Martin , Peter Code,` James Shor)
2.一个好的系统设计应该有如下的性质：可扩展性、灵活性、可插入性。－Peter Code [CODE99]
3.可扩展性（Extensibility）容易添加新的功能. 结合案例,通过那些手段如何实现该目标
4.灵活性（Flexibility）代码修改平稳地发生. 结合案例,通过那些手段如何实现该目标
5.可插入性（Pluggability）容易将一个类抽出去，同时将另一个有同样接口的类加入进来. 结合案例,通过那些手段如何实现该目标
6.分析真实项目,如何做的详细设计,给我们哪些启示,我们可以学习到什么
7.分析我们在项目之中是那些原因导致了没有实现这些目标.
内容五：设计原则-结合案例分析设计模式的应用
1.发现和封装变化的原则
2.找出应用中可能需要变化之处,把它们独立出来,不要和那些不需要变化的代码交织在一起.
3.抽象稳定接口（抽象类），针对接口编程,而不是针对实现编程
4.分离变化维度，单一职责原则
5.动态绑定还是静态绑定，多用组合,少用继承
6.创建与使用分离，创建有变化也要封装
7.结合多个案例项目进行分析,怎样发现和封装变化,如何通过具体的手段来进行适应这些变化
第4 Java日志系统最佳实践 1.Log4j2/logback
2.日志代码的一般模式
a)Class 作为日志名称
b)Level的选择
c)异常与日志
i.需要说明判明关键输出点，以免程序重复try/catch 输出大量重复的异常内容
3.开发与生产级别日志系统的配置
a)日志与级别
b)常见的日志输出格式pattern （时间，线程，级别）
内容二： Log4j和logback 源代码分析—优秀系统的设计思想
1.Log4J、Logback源码分析
2.Log4j，Logback设计思想
3.Log4j，Logback设计模式应用
第5 Java函数式编程
内容一：Java常见的编程范式
1.编程范式概述
2.编程范式起源
3.面向过程编程
4.面向对象编程
5.命令式编程(Imperative)、声明式编程(Declarative)
6.函数式编程
内容二：Java函数式编程
1.什么是函数式编程
2.Lambda 表达式
3.第一个Lambda 表达式
4.如何辨别Lambda 表达式
5.流
6.将现有代码库和库代码Lambda化
7.学习Lambda表达式单元测试和调试的实践解决方案
8.用Lambda表达式实现面向对象编程的SOLID原则
9.Lambda 表达式改变了设计模式
10.使用Lambda 表达式的领域专用语言
11.使用Lambda 表达式的SOLID 原则
12.使用Lambda 表达式编写并发程序
第6 Java函数流式编程
内容一：Java流编程- Stream
1.Java Stream 流是什么
2.Java Stream流简介
3.java Stream流与集合
4.Java Stream流操作
5.Java Stream筛选和切片
6.Java Stream查找和匹配
内容二：Java Stream最佳实践
1.Lambda优先于匿名类
2.方法引用优先于Lambda
3.坚持使用标准的函数接口
4.谨慎使用Stream
5.优先选择Stream中无副作用的函数
6.Stream要优先用Collection作为返回类型
7.谨慎使用Stream并行
第7 Effective Java编程—通用编程技术
内容一：创建和销毁对象
1.遇到多个构造器参数时要考虑使用构建器
2.用私有构造器或者枚举类型强化Singleton属性
3.通过私有构造器强化不可实例化的能力
4.优先考虑依赖注入来引用资源 （结合spring）
5.避免创建不必要的对象
6.消除过期的对象引用
7.避免使用终结方法和清除方法
8.try-with-resources优先于try-finally
内容二：对于所有对象都通用的方法
1.覆盖equals时请遵守通用约定
2.覆盖equals时总要覆盖hashCode
3.始终要覆盖toString
4.谨慎地覆盖clone
5.考虑实现Comparable接口
内容三：方法
1.检查参数的有效性 （org.springframework.util.Assert 或者org.apache.commons.lang3. Validate）
2.必要时进行保护性拷贝
3.谨慎设计方法签名
4.慎用重载
5.慎用可变参数
6.返回零长度的数组或者集合，而不是null
7.谨慎返回optinal
8.为所有导出的API元素编写文档注释
内容四：通用编程
1.将局部变量的作用域最小化
2.for-each循环优先于传统的for循环
3.了解和使用类库
4.如果需要精确的答案，请避免使用float和double
5.基本类型优先于装箱基本类型
6.如果其他类型更适合，则尽量避免使用字符串
7.了解字符串连接的性能
8.通过接口引用对象
9.接口优先于反射机制
10.谨慎地使用本地方法
11.谨慎地进行优化
12.遵守普遍接受的命名惯例
第8 Java异常与错误处理
内容一：Java异常与错误处理
1.只针对异常的情况才使用异常
2.对可恢复的情况使用受检异常，对编程错误使用运行时异常
3.避免不必要地使用受检异常
4.优先使用标准的异常
5.抛出与抽象对应的异常
6.每个方法抛出的所有异常都要建立文档
7.在细节消息中包含失败-捕获信息
8.努力使失败保持原子性
9.不要忽略异常
1.值得收藏的电子产品20多种认证；
2.环境及可靠性试验设备选择的基本原则；
3.电阻器常见的失效模式与失效机理；
4.LCD屏的电磁兼容整改及设计技术分析；
5.工程师必读：如何在型号研制过程中控制电子元器件的可靠性；
6.给企业带来巨额损失的PCB“黑盘”，可以规避；
7.EMC整改分析—散热结构引起的ESD问题
8.电子元件的可靠性与可靠性试验；
9.LED驱动电源如何进行EMC整改?；
10.信号完整性100条经验规则；
11.滤波器选择需注意的十个问题；
12.产品EMC辐射发射超标原因有哪些？
13.浅谈HALT（高加速寿命筛选试验）在可靠性设计中的应用......
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