[Java] 用了 Stream 後，代碼反而越寫越醜？

Java8 的 stream 流，加上 lambda 表達式，可以讓代碼變短變美，已經得到了廣泛的應用。我們在寫一些複雜代碼的時候，也有了更多的選擇。

代碼首先是給人看的，其次纔是給機器執行的。代碼寫的是否簡潔明瞭，是否寫的漂亮，對後續的 bug 修復和功能擴展，意義重大。很多時候，是否能寫出優秀的代碼，是和工具沒有關係的。代碼是工程師能力和修養的體現，有的人，即使用了 stream，用了 lambda，代碼也依然寫的像屎一樣。

不信，我們來參觀一下一段美妙的代碼。好傢伙，filter 裏面竟然帶着瀟灑的邏輯。

public List<FeedItemVo> getFeeds(Query query,Page page){
    List<String> orgiList = new ArrayList<>();
    
    List<FeedItemVo> collect = page.getRecords().stream()
    .filter(this::addDetail)
    .map(FeedItemVo::convertVo)
    .filter(vo -> this.addOrgNames(query.getIsSlow(),orgiList,vo))
    .collect(Collectors.toList());
    //...其他邏輯
    return collect;
}

private boolean addDetail(FeedItem feed){
    vo.setItemCardConf(service.getById(feed.getId()));
    return true;
}

private boolean addOrgNames(boolean isSlow,List<String> orgiList,FeedItemVo vo){
    if(isShow && vo.getOrgIds() != null){
        orgiList.add(vo.getOrgiName());
    }
    return true;
}

如果覺得不過癮的話，我們再貼上一小段。

if (!CollectionUtils.isEmpty(roleNameStrList) && roleNameStrList.contains(REGULATORY_ROLE)) {
    vos = vos.stream().filter(
           vo -> !CollectionUtils.isEmpty(vo.getSpecialTaskItemVoList())
                    && vo.getTaskName() != null)
           .collect(Collectors.toList());
} else {
    vos = vos.stream().filter(vo -> vo.getIsSelect()
           && vo.getTaskName() != null)
           .collect(Collectors.toList());
    vos = vos.stream().filter(
            vo -> !CollectionUtils.isEmpty(vo.getSpecialTaskItemVoList())
                    && vo.getTaskName() != null)
           .collect(Collectors.toList());
}
result.addAll(vos.stream().collect(Collectors.toList()));

代碼能跑，但多畫蛇添足。該縮進的不縮進，該換行的不換行，說什麼也算不上好代碼。

如何改善？除了技術問題，還是一個意識問題。時刻記得，優秀的代碼，首先是可讀的，然後纔是功能完善。

  1. 合理的換行

在 Java 中，同樣的功能，代碼行數寫的少了，並不見得你的代碼就好。由於 Java 使用;作爲代碼行的分割，如果你喜歡的話，甚至可以將整個 Java 文件搞成一行，就像是混淆後的 JavaScript 一樣。

當然，我們知道這麼做是不對的。在 lambda 的書寫上，有一些套路可以讓代碼更加規整。

Stream.of("i", "am", "xjjdog").map(toUpperCase()).map(toBase64()).collect(joining(" "));

上面這種代碼的寫法，就非常的不推薦。除了在閱讀上容易造成障礙，在代碼發生問題的時候，比如拋出異常，在異常堆棧中找問題也會變的困難。所以，我們要將它優雅的換行。

Stream.of("i", "am", "xjjdog")
    .map(toUpperCase())
    .map(toBase64())
    .collect(joining(" "));

不要認爲這種改造很沒有意義，或者認爲這樣的換行是理所當然的。在我平常的代碼 review 中，這種糅雜在一塊的代碼，真的是數不勝數，你完全搞不懂寫代碼的人的意圖。

合理的換行是代碼青春永駐的配方。

  1. 捨得拆分函數

爲什麼函數能夠越寫越長？是因爲技術水平高，能夠駕馭這種變化麼？答案是因爲懶！由於開發工期或者意識的問題，遇到有新的需求，直接往老的代碼上添加 ifelse，即使遇到相似的功能，也直接選擇將原來的代碼拷貝過去。久而久之，碼將不碼。

首先聊一點性能方面的。在 JVM 中，JIT 編譯器會對調用量大，邏輯簡單的代碼進行方法內聯，以減少棧幀的開銷，並能進行更多的優化。所以，短小精悍的函數，其實是對 JVM 友好的。

在可讀性方面，將一大坨代碼，拆分成有意義的函數，是非常有必要的，也是重構的精髓所在。在 lambda 表達式中，這種拆分更是有必要。

我將拿一個經常在代碼中出現的實體轉換示例來說明一下。下面的轉換，創建了一個匿名的函數order->{}，它在語義表達上，是非常弱的。

public Stream<OrderDto> getOrderByUser(String userId){
    return orderRepo.findOrderByUser().stream()
        .map(order-> {
            OrderDto dto = new OrderDto();
            dto.setOrderId(order.getOrderId());
            dto.setTitle(order.getTitle().split("#")[0]);
            dto.setCreateDate(order.getCreateDate().getTime());
            return dto;
    });
}

在實際的業務代碼中，這樣的賦值拷貝還有轉換邏輯通常非常的長，我們可以嘗試把 dto 的創建過程給獨立開來。因爲轉換動作不是主要的業務邏輯，我們通常不會關心其中到底發生了啥。

public Stream<OrderDto> getOrderByUser(String userId){
    return orderRepo.findOrderByUser().stream()
        .map(this::toOrderDto);
}
public OrderDto toOrderDto(Order order){
    OrderDto dto = new OrderDto();
            dto.setOrderId(order.getOrderId());
            dto.setTitle(order.getTitle().split("#")[0]);
            dto.setCreateDate(order.getCreateDate().getTime());
    return dto;
}

這樣的轉換代碼還是有點醜。但如果 OrderDto 的構造函數，參數就是 Order 的話public OrderDto(Order order)，那我們就可以把真個轉換邏輯從主邏輯中移除出去，整個代碼就可以非常的清爽。

public Stream<OrderDto> getOrderByUser(String userId){
    return orderRepo.findOrderByUser().stream()
        .map(OrderDto::new);
}

除了 map 和 flatMap 的函數可以做語義化，更多的 filter 可以使用 Predicate 去代替。比如：

Predicate<Registar> registarIsCorrect = reg -> 
    reg.getRegulationId() != null 
    && reg.getRegulationId() != 0 
    && reg.getType() == 0;

registarIsCorrect，就可以當作filter的參數。

  1. 合理的使用 Optional

在 Java 代碼裏，由於 NullPointerException 不屬於強制捕捉的異常，它會隱藏在代碼裏，造成很多不可預料的 bug。所以，我們會在拿到一個參數的時候，都會驗證它的合法性，看一下它到底是不是 null，代碼中到處充滿了這樣的代碼。

if(null == obj)
if(null == user.getName() || "".equals(user.getName()))
    
if (order != null) {
    Logistics logistics = order.getLogistics();
    if(logistics != null){
        Address address = logistics.getAddress();
        if (address != null) {
            Country country = address.getCountry();
            if (country != null) {
                Isocode isocode = country.getIsocode();
                if (isocode != null) {
                    return isocode.getNumber();
                }
            }
        }
    }
}

Java8 引入了 Optional 類，用於解決臭名昭著的空指針問題。實際上，它是一個包裹類，提供了幾個方法可以去判斷自身的空值問題。

上面比較複雜的代碼示例，就可以替換成下面的代碼。

 String result = Optional.ofNullable(order)
      .flatMap(order->order.getLogistics())
      .flatMap(logistics -> logistics.getAddress())
      .flatMap(address -> address.getCountry())
      .map(country -> country.getIsocode())
      .orElse(Isocode.CHINA.getNumber());

當你不確定你提供的東西，是不是爲空的時候，一個好的習慣是不要返回 null，否則調用者的代碼將充滿了 null 的判斷。我們要把 null 消滅在萌芽中。

public Optional<String> getUserName() {
    return Optional.ofNullable(userName);
}

另外，我們要儘量的少使用 Optional 的 get 方法，它同樣會讓代碼變醜。比如：

Optional<String> userName = "xjjdog";
String defaultEmail = userName.get() == null ? "":userName.get() + "@xjjdog.cn";

而應該修改成這樣的方式：

Optional<String> userName = "xjjdog";
String defaultEmail = userName
    .map(e -> e + "@xjjdog.cn")
    .orElse("");

那爲什麼我們的代碼中，依然充滿了各式各樣的空值判斷？即使在非常專業和流行的代碼中？一個非常重要的原因，就是 Optional 的使用需要保持一致。當其中的一環出現了斷層，大多數編碼者都會以模仿的方式去寫一些代碼，以便保持與原代碼風格的一致。

如果想要普及 Optional 在項目中的使用，腳手架設計者或者 review 人，需要多下一點功夫。

  1. 返回 Stream 還是返回 List？

很多人在設計接口的時候，會陷入兩難的境地。我返回的數據，是直接返回 Stream，還是返回 List？

如果你返回的是一個 List，比如 ArrayList，那麼你去修改這個 List，會直接影響裏面的值，除非你使用不可變的方式對其進行包裹。同樣的，數組也有這樣的問題。

但對於一個 Stream 來說，是不可變的，它不會影響原始的集合。對於這種場景，我們推薦直接返回 Stream 流，而不是返回集合。這種方式還有一個好處，能夠強烈的暗示 API 使用者，多多使用 Stream 相關的函數，以便能夠統一代碼風格。

public Stream<User> getAuthUsers(){
    ...
    return Stream.of(users);
}

不可變集合是一個強需求，它能防止外部的函數對這些集合進行不可預料的修改。在 guava 中，就有大量的Immutable類支持這種包裹。再舉一個例子，Java 的枚舉，它的values()方法，爲了防止外面的 api 對枚舉進行修改，就只能拷貝一份數據。

但是，如果你的 api，面向的是最終的用戶，不需要再做修改，那麼直接返回 List 就是比較好的，比如函數在 Controller 中。

  1. 少用或者不用並行流

Java 的並行流有很多問題，這些問題對併發編程不熟悉的人高頻率踩坑。不是說並行流不好，但如果你發現你的團隊，老在這上面栽跟頭，那你也會毫不猶豫的降低推薦的頻率。

並行流一個老生常談的問題，就是線程安全問題。在迭代的過程中，如果使用了線程不安全的類，那麼就容易出現問題。比如下面這段代碼，大多數情況下運行都是錯誤的。

List transform(List source){
 List dst = new ArrayList<>();
 if(CollectionUtils.isEmpty()){
  return dst;
 }
 source.stream.
  .parallel()
  .map(..)
  .filter(..)
  .foreach(dst::add);
 return dst;
}

你可能會說，我把 foreach 改成 collect 就行了。但是注意，很多開發人員是沒有這樣的意識的。既然 api 提供了這樣的函數，它在邏輯上又講得通，那你是阻擋不住別人這麼用的。

並行流還有一個濫用問題，就是在迭代中執行了耗時非常長的 IO 任務。在用並行流之前，你有沒有一個疑問？既然是並行，那它的線程池是怎麼配置的？

很不幸，所有的並行流，共用了一個 ForkJoinPool。它的大小，默認是CPU個數-1，大多數情況下，是不夠用的。

如果有人在並行流上跑了耗時的 IO 業務，那麼你即使執行一個簡單的數學運算，也需要排隊。關鍵是，你是沒辦法阻止項目內的其他同學使用並行流的，也無法知曉他幹了什麼事情。

那怎麼辦？我的做法是一刀切，直接禁止。雖然殘忍了一些，但它避免了問題。

總結

Java8 加入的 Stream 功能非常棒，我們不需要再羨慕其他語言，寫起代碼來也更加行雲流水。雖然看着很厲害的樣子，但它也只不過是一個語法糖而已，不要寄希望於用了它就獲得了超能力。

隨着 Stream 的流行，我們的代碼裏這樣的代碼也越來越多。但現在很多代碼，使用了 Stream 和 Lambda 以後，代碼反而越寫越糟，又臭又長以至於不能閱讀。沒其他原因，濫用了！

總體來說，使用 Stream 和 Lambda，要保證主流程的簡單清晰，風格要統一，合理的換行，捨得加函數，正確的使用 Optional 等特性，而且不要在 filter 這樣的函數里加代碼邏輯。在寫代碼的時候，要有意識的遵循這些小 tips，簡潔優雅就是生產力。

如果覺得 Java 提供的特性還是不夠，那我們還有一個開源的類庫vavr，提供了更多的可能性，能夠和 Stream 以及 Lambda 結合起來，來增強函數編程的體驗。

<dependency>
    <groupId>io.vavr</groupId>
    <artifactId>vavr</artifactId>
    <version>0.10.3</version>
</dependency>

但無論提供瞭如何強大的 api 和編程方式，都扛不住小夥伴的濫用。這些代碼，在邏輯上完全是說的通的，但就是看起來彆扭，維護起來費勁。

寫一堆垃圾 lambda 代碼，是虐待同事最好的方式，也是埋坑的不二選擇。

寫代碼嘛，就如同說話、聊天一樣。大家幹着同樣的工作，有的人說話好聽顏值又高，大家都喜歡和他聊天；有的人不好好說話，哪裏痛戳哪裏，雖然他存在着但大家都討厭。

代碼，除了工作的意義，不過是我們在世界上表達自己想法的另一種方式罷了。如何寫好代碼，不僅僅是個技術問題，更是一個意識問題。

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