摘要：傳遞給構(gòu)造器的參數(shù)本身就是一個(gè)實(shí)例，功能方面等同于構(gòu)造器創(chuàng)建的所有對(duì)象。對(duì)于同時(shí)提供了靜態(tài)工廠方法第項(xiàng)和構(gòu)造器的不可變類，通常可以使用靜態(tài)工廠方法而不是構(gòu)造器，這樣可以經(jīng)常避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象。

??一般來說，最好能重用對(duì)象而不是在每次需要的時(shí)候就創(chuàng)建一個(gè)相同功能的新對(duì)象。重用的方式既快速，有流行。如果對(duì)象是不可變(immutable)的(第17項(xiàng))，那么就能重復(fù)使用它。

??作為一個(gè)極端的反面例子，考慮下面的語(yǔ)句：

String s = new String("bikini"); // DON"T DO THIS!

??該語(yǔ)句每次被執(zhí)行的時(shí)候都創(chuàng)建一個(gè)新的String實(shí)例，但是這些對(duì)象的創(chuàng)建并不都是必要的。傳遞給String構(gòu)造器的參數(shù)("bikini")本身就是一個(gè)String實(shí)例，功能方面等同于構(gòu)造器創(chuàng)建的所有對(duì)象。如果這種方法是用在一個(gè)循環(huán)中，或者是在一個(gè)被頻繁調(diào)用的方法中，就會(huì)創(chuàng)建出成千上萬(wàn)的不必要的String實(shí)例。

??改進(jìn)后的版本如下：

String s = "bikini";

??這個(gè)版本只用了一個(gè)String實(shí)例，而不是每次執(zhí)行時(shí)都創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例。除此之外，它可以保證，對(duì)于所有在同一臺(tái)虛擬機(jī)中運(yùn)行的代碼，只要它們包含相同的字符串字面常量，該對(duì)象就會(huì)被重用 [JLS, 3.10.5]。

??對(duì)于同時(shí)提供了靜態(tài)工廠方法(第1項(xiàng))和構(gòu)造器的不可變類，通常可以使用靜態(tài)工廠方法而不是構(gòu)造器，這樣可以經(jīng)常避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象。例如，這個(gè)靜態(tài)工廠方法Boolean.valueOf(String)總是優(yōu)先于在Java 9中拋棄的構(gòu)造器 Boolean(String)。構(gòu)造函數(shù)必須在每次調(diào)用時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，而工廠方法從不需要這樣做，也不會(huì)在實(shí)踐中。除了重用不可變對(duì)象之外，如果你知道它們不會(huì)被修改，你還可以重用可變對(duì)象。

??有些對(duì)象的創(chuàng)建比其他對(duì)象的代價(jià)大，如果你需要反復(fù)創(chuàng)建這種代價(jià)大的對(duì)象，建議將其緩存起來以便重復(fù)使用。不幸的是，當(dāng)你創(chuàng)建這樣一個(gè)對(duì)象時(shí)，并不總是很明顯。假設(shè)你想編寫一個(gè)方法來確定一個(gè)字符串是否是一個(gè)有效的羅馬數(shù)字。使用正則表達(dá)式是最簡(jiǎn)單的方法：

// Performance can be greatly improved!
static boolean isRomanNumeral(String s) {
return s.matches("^(?=.)M*(C[MD]|D?C{0,3})" 
        + "(X[CL]|L?X{0,3})(I[XV]|V?I{0,3})$");
}

??此實(shí)現(xiàn)的問題在于它依賴于String.matches方法。雖然String.matches是檢查字符串是否與正則表達(dá)式匹配的最簡(jiǎn)單方法，但它不適合在性能關(guān)鍵的情況下重復(fù)使用。問題是它在內(nèi)部為正則表達(dá)式創(chuàng)建了一個(gè)Pattern實(shí)例，并且只使用它一次，之后它就可能會(huì)被垃圾回收機(jī)制回收。創(chuàng)建Pattern實(shí)例的代價(jià)很大，因?yàn)樗枰獙⒄齽t表達(dá)式編譯為有限狀態(tài)機(jī)(because it requires compiling the regular expression into a finite state machine)。

??為了提高性能，將正則表達(dá)式顯式編譯為Pattern實(shí)例(不可變)作為類初始化的一部分，對(duì)其進(jìn)行緩存，并在每次調(diào)用isRomanNumeral方法時(shí)重用相同的實(shí)例：

// Reusing expensive object for improved performance
public class RomanNumerals {
    private static final Pattern ROMAN = Pattern.compile(
        "^(?=.)M*(C[MD]|D?C{0,3})"
        + "(X[CL]|L?X{0,3})(I[XV]|V?I{0,3})$");
    static boolean isRomanNumeral(String s) {
        return ROMAN.matcher(s).matches();
    }
}

??如果經(jīng)常調(diào)用的話，改進(jìn)版本的isRomanNumeral可以顯著提高性能。在我的機(jī)器上，原始版本在8個(gè)字符的輸入字符串上需要1.1μs，而改進(jìn)版本需要0.17μs，這是6.5倍的速度。不僅提高了性能，而且功能更加明了。為不可見的Pattern實(shí)例創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)的final字段，我們可以給它一個(gè)名字，它比正則表達(dá)式本身更具有可讀性。

??如果初始化包含改進(jìn)版本的isRimanNumberal方法的類時(shí)，但是從不調(diào)用該方法，則不需要初始化字段ROMAN。在第一次調(diào)用isRimanNumberal方法時(shí)，可以通過延遲初始化字段(第83項(xiàng))來消除使用時(shí)未初始化的影響，但不建議這樣做。延遲初始化的做法通常都有一個(gè)情況，那就是它會(huì)把實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化，從而導(dǎo)致無(wú)法測(cè)試它的性能改進(jìn)情況。

??當(dāng)一個(gè)對(duì)象是不可變的，那么就可以安全地重用它，但是在其他情況下，它并不是那么明顯，甚至違反直覺。這時(shí)候可以考慮使用適配器 [Gamma95]，也稱為視圖。適配器是委托給支持對(duì)象的對(duì)象(An adapter is an object that delegates to a backing object)，它提供一個(gè)備用接口。因?yàn)檫m配器的狀態(tài)不超過其支持對(duì)象的狀態(tài)，所以不需要為給定對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)給定適配器的多個(gè)實(shí)例。

??例如，Map接口的keySet方法返回Map對(duì)象的Set視圖，該視圖由Map中的所有鍵組成。看起來，似乎每次調(diào)用keySet都必須創(chuàng)建一個(gè)新的Set實(shí)例，但是對(duì)給定Map對(duì)象上的keySet的每次調(diào)用都可能返回相同的Set實(shí)例。盡管返回的Set實(shí)例通常是可變的，但所有返回的對(duì)象在功能上都是相同的：當(dāng)其中一個(gè)返回的對(duì)象發(fā)生更改時(shí)，所有其他對(duì)象也會(huì)發(fā)生更改，因?yàn)樗鼈兌加上嗤腗ap實(shí)例支持。雖然創(chuàng)建keySet視圖對(duì)象的多個(gè)實(shí)例在很大程度上是無(wú)害的，但不必要這樣做，并且這樣做沒有任何好處。

??創(chuàng)建不必要的對(duì)象的另一種方式是自動(dòng)裝箱，它允許程序猿將基本類型和裝箱基本類型(Boxed Primitive Type)混用，按需自動(dòng)裝箱和拆箱。自動(dòng)裝箱使得基本類型和裝箱基本類型之間的差別變得模糊起來，但是并沒有完全消除。它們?cè)谡Z(yǔ)義上還有微妙的差別，在性能上也有著比較明顯的差別(第61項(xiàng))。請(qǐng)考慮以下方法，該方法計(jì)算所有正整數(shù)值的總和，為此，程序必須使用long類型，因?yàn)閕nt類型無(wú)法容納所有正整數(shù)的總和：

// Hideously slow! Can you spot the object creation?
private static long sum() {
    Long sum = 0L;
    for (long i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++)
        sum += i;
    return sum;
}

??這段程序算出的答案是正確的，但是比實(shí)際情況要更慢一些，只因?yàn)殄e(cuò)打了一個(gè)字符。變量sum被聲明成Long而不是long，意味著程序構(gòu)造了大約 2^31 個(gè)多余的Long實(shí)例(大約每次往Long sum中增加long時(shí)構(gòu)造一個(gè)實(shí)例)。將sum的聲明從Long改成long，在我的機(jī)器上運(yùn)行時(shí)間從43秒減少到了6秒。結(jié)論很明顯：要優(yōu)先使用基本類型而不是裝箱基本類型，要當(dāng)心無(wú)意識(shí)的自動(dòng)裝箱。

??不要錯(cuò)誤地認(rèn)為本項(xiàng)所介紹的內(nèi)容暗示著“創(chuàng)建對(duì)象的代價(jià)非常昂貴，我們就應(yīng)該盡可能地避免創(chuàng)建對(duì)象”。相反，由于小對(duì)象的構(gòu)造器只做很少量的顯示工作，所以，小對(duì)象的創(chuàng)建和回收動(dòng)作是非常廉價(jià)的，特別是在現(xiàn)代的JVM實(shí)現(xiàn)上更是如此。通過創(chuàng)建附加的對(duì)象，提升程序的清晰性、簡(jiǎn)潔性和功能性，這通常是件好事。

??反之，通過維護(hù)自己的對(duì)象池(object pool)來避免創(chuàng)建對(duì)象并不是一種好的做法，除非池中的對(duì)象是非常重量級(jí)的。真正正確使用對(duì)象池的經(jīng)典對(duì)象示例就是數(shù)據(jù)庫(kù)連接池。建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接的代價(jià)是非常昂貴的，因此重用這些對(duì)象非常有意義。但是，通常來說，維護(hù)自己的對(duì)象池必定會(huì)把代碼弄得很亂，同時(shí)增加內(nèi)存占用，而且會(huì)影響性能。現(xiàn)代的JVM實(shí)現(xiàn)具有高度優(yōu)化的垃圾回收器，其性能很容易就會(huì)超過輕量級(jí)對(duì)象池的性能。

??與本項(xiàng)對(duì)應(yīng)的是第50項(xiàng)的“保護(hù)性拷貝”的內(nèi)容。該項(xiàng)說得是：你應(yīng)該重用已經(jīng)存在的對(duì)象，而不是去創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象。然而第50項(xiàng)說的是：你應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象而不是重用一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象。注意，在提倡使用保護(hù)性拷貝的時(shí)候，因重用對(duì)象而付出的代價(jià)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于因創(chuàng)建重復(fù)對(duì)象而付出的代價(jià)。必要時(shí)如果沒能實(shí)施保護(hù)性拷貝，將會(huì)導(dǎo)致潛在的錯(cuò)誤和安全漏洞，而不必要地創(chuàng)建對(duì)象則只會(huì)影響程序的風(fēng)格和性能。