Java Dev

--- name: java-dev description: Java 开发规范，包含命名约定、异常处理、Spring Boot 最佳实践等 version: v3.0 paths: - "**/*.java" - "**/pom.xml" - "**/build.gradle" - "**/build.gradle.kts" --- # Java 开发规范 > 参考来源: Google Java Style Guide、阿里巴巴 Java 开发手册 --- ## 工具链 ```bash # Maven mvn clean compile # 编译 mvn test # 运行测试 mvn verify # 运行所有检查 # Gradle ./gradlew build # 构建 ./gradlew test # 运行测试 ``` --- ## 命名约定 | 类型 | 规则 | 示例 | |------|------|------| | 包名 | 全小写，域名反转 | `com.example.project` | | 类名 | 大驼峰，名词/名词短语 | `UserService`, `HttpClient` | | 方法名 | 小驼峰，动词开头 | `findById`, `isValid` | | 常量 | 全大写下划线分隔 | `MAX_RETRY_COUNT` | | 布尔返回值 | is/has/can 前缀 | `isActive()`, `hasPermission()` | --- ## 类成员顺序 ```java public class Example { // 1. 静态常量 public static final String CONSTANT = "value"; // 2. 静态变量 private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Example.class); // 3. 实例变量 private Long id; // 4. 构造函数 public Example() { } // 5. 静态方法 public static Example create() { return new Example(); } // 6. 实例方法（公共 → 私有） public void doSomething() { } private void helperMethod() { } // 7. getter/setter（或使用 Lombok） } ``` --- ## DTO/VO 类规范 | 规则 | 说明 | |------|------| | ❌ 禁止手写 getter/setter | DTO、VO、Request、Response 类一律使用 Lombok | | ✅ 使用 `@Data` | 普通 DTO | | ✅ 使用 `@Value` | 不可变 DTO | | ✅ 使用 `@Builder` | 字段较多时配合使用 | | ⚠️ Entity 类慎用 `@Data` | JPA Entity 的 equals/hashCode 会影响 Hibernate 代理 | ```java // ❌ 手写 getter/setter public class UserDTO { private Long id; private String name; public Long getId() { return id; } public void setId(Long id) { this.id = id; } // ... 大量样板代码 } // ✅ 使用 Lombok @Data public class UserDTO { private Long id; private String name; } ``` --- ## 批量查询规范 | 规则 | 说明 | |------|------| | ❌ 禁止 IN 子句超过 500 个参数 | SQL 解析开销大，执行计划不稳定 | | ✅ 超过时分批查询 | 每批 500，合并结果 | | ✅ 封装通用工具方法 | 避免每处手写分批逻辑 | ```java // ❌ 1700 个 ID 一次查询 List users = userRepository.findByIdIn(allIds); // IN 子句过长 // ✅ 分批查询工具方法 public static List batchQuery(List params, int batchSize, Function, List> queryFn) { List result = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < params.size(); i += batchSize) { List batch = params.subList(i, Math.min(i + batchSize, params.size())); result.addAll(queryFn.apply(batch)); } return result; } // 使用 List users = batchQuery(allIds, 500, ids -> userRepository.findByIdIn(ids)); ``` --- ## N+1 查询防范 | 规则 | 说明 | |------|------| | ❌ 禁止循环内调用 Repository/Mapper | stream/forEach/for 内每次迭代触发一次查询 | | ✅ 循环外批量查询，结果转 Map | 查询次数从 N 降为 1（或 distinct 数） | ```java // ❌ N+1：循环内逐行查询 count records.forEach(record -> { long count = deviceRepo.countByDeviceId(record.getDeviceId()); // 每条触发一次查询 record.setDeviceCount(count); }); // ✅ 循环外批量查询 + Map 查找 List deviceIds = records.stream() .map(Record::getDeviceId).distinct().collect(Collectors.toList()); Map countMap = deviceRepo.countByDeviceIdIn(deviceIds).stream() .collect(Collectors.toMap(CountDTO::getDeviceId, CountDTO::getCount)); records.forEach(r -> r.setDeviceCount(countMap.getOrDefault(r.getDeviceId(), 0L))); ``` 常见 N+1 场景及修复模式： | 场景 | 循环内（❌） | 循环外（✅） | |------|------------|------------| | count | `repo.countByXxx(id)` | `repo.countByXxxIn(ids)` → `Map` | | findById | `repo.findById(id)` | `repo.findByIdIn(ids)` → `Map` | | exists | `repo.existsByXxx(id)` | `repo.findXxxIn(ids)` → `Set` + `set.contains()` | --- ## 并发安全规范 | 规则 | 说明 | |------|------| | ❌ 禁止 read-modify-write | 先读余额再写回，并发下丢失更新 | | ❌ 禁止 check-then-act 无兜底 | 先检查再操作，并发下条件失效 | | ✅ 使用原子更新 SQL | `UPDATE SET balance = balance + :delta WHERE id = :id` | | ✅ 或使用乐观锁 | `@Version` 字段 + 重试机制 | | ✅ 唯一索引兜底 | 防重复插入的最后防线 | ```java // ❌ read-modify-write 竞态条件 PointsAccount account = accountRepo.findById(id); account.setBalance(account.getBalance() + points); // 并发时丢失更新 accountRepo.save(account); // ✅ 方案一：原子更新 SQL @Modifying @Query("UPDATE PointsAccount SET balance = balance + :points WHERE id = :id") int addBalance(@Param("id") Long id, @Param("points") int points); // ✅ 方案二：乐观锁 @Version private Long version; // Entity 中添加版本字段 ``` ```java // ❌ check-then-act 无兜底（并发下可能重复结算） if (!rewardRepo.existsByTenantIdAndPeriod(tenantId, period)) { rewardRepo.save(new RankingReward(...)); } // ✅ 唯一索引兜底 + 异常捕获 // DDL: UNIQUE INDEX uk_tenant_period (tenant_id, ranking_type, period, rank_position) try { rewardRepo.save(new RankingReward(...)); } catch (DataIntegrityViolationException e) { log.warn("重复结算已被唯一索引拦截: tenantId={}, period={}", tenantId, period); } ``` --- ## 异常处理 ```java // ✅ 好：捕获具体异常，添加上下文 try { user = userRepository.findById(id); } catch (DataAccessException e) { throw new ServiceException("Failed to find user: " + id, e); } // ✅ 好：资源自动关闭 try (InputStream is = new FileInputStream(file)) { // 使用资源 } // ❌ 差：捕获过宽 catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } ``` --- ## 空值处理 ```java // ✅ 使用 Optional public Optional findById(Long id) { return userRepository.findById(id); } // ✅ 参数校验 public void updateUser(User user) { Objects.requireNonNull(user, "user must not be null"); } // ✅ 安全的空值处理 String name = Optional.ofNullable(user) .map(User::getName) .orElse("Unknown"); ``` --- ## 并发编程 ```java // ✅ 使用 ExecutorService ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); Future future = executor.submit(() -> doWork()); // ✅ 使用 CompletableFuture CompletableFuture future = CompletableFuture .supplyAsync(() -> findUser(id)) .thenApply(user -> enrichUser(user)); // ❌ 差：直接创建线程 new Thread(() -> doWork()).start(); ``` --- ## 测试规范 (JUnit 5) ```java class UserServiceTest { @Test @DisplayName("根据 ID 查找用户 - 用户存在时返回用户") void findById_whenUserExists_returnsUser() { // given when(userRepository.findById(1L)).thenReturn(Optional.of(expected)); // when Optional result = userService.findById(1L); // then assertThat(result).isPresent(); assertThat(result.get().getName()).isEqualTo("test"); } } ``` --- ## Spring Boot 规范 ```java // ✅ 构造函数注入 @Service @RequiredArgsConstructor public class UserService { private final UserRepository userRepository; private final EmailService emailService; } // ✅ REST Controller @RestController @RequestMapping("/api/users") public class UserController { @GetMapping("/{id}") public ResponseEntity findById(@PathVariable Long id) { return userService.findById(id) .map(ResponseEntity::ok) .orElse(ResponseEntity.notFound().build()); } } ``` ### Auth Filter 降级原则 | 规则 | 说明 | |------|------| | ✅ optional-auth 路径遇到无效/过期/不完整 token 时降级为匿名访问 | 不应返回 401/403 | | ❌ 禁止部分凭证用户体验差于匿名用户 | 如：临时 token 在公开接口返回 403 | ### 循环依赖防范（Spring Boot 3.x） Spring Boot 3.x 默认禁止构造器循环依赖。从大 Service 拆分子 Service 时必须检查依赖方向。 | 处理方式 | 优先级 | 适用场景 | |----------|--------|---------| | 提取公共方法到独立工具类 | ✅ 首选 | 纯工具方法（如 resolveTenantIds） | | `@Lazy` 字段注入 | ⚠️ 应急 | 确实需要双向调用 | | `Function<>` 回调 | ⚠️ 备选 | 灵活但增加复杂度 | ```java // ❌ 拆分后子服务回调父服务 → 循环依赖 @RequiredArgsConstructor public class ReportInvoiceService { private final ReportService reportService; // 启动失败！ } // ✅ 提取公共方法到独立类 @Component public class TenantHelper { public List resolveTenantIds(Long tenantId) { ... } } ``` > 详见 `refactor-safety` skill - 陷阱 #5 ### 分页参数规范（Spring Data JPA） Spring Data JPA 分页索引从 0 开始。重构分页参数时必须确保前后端索引基准一致。 | 规则 | 说明 | |------|------| | 全栈统一 0-based | 前端、Controller、Service、JPA 全部使用 0-based 索引 | | Controller 默认值必须是 0 | `@RequestParam(defaultValue = "0") int page` | | Service 直接使用 page | `PageRequest.of(page, size)`，不要 `page - 1` | ```java // ❌ 错误：前端传 page=0，Controller 默认值 1，Service 内部 -1 @GetMapping("/list") public Page list(@RequestParam(defaultValue = "1") int page) { return service.list(page); // Service 内部 PageRequest.of(page - 1, size) } // 问题：前端传 page=0 → Service 计算 page - 1 = -1 → 异常 // ✅ 正确：全栈统一 0-based @GetMapping("/list") public Page list(@RequestParam(defaultValue = "0") int page) { return service.list(page); // Service 内部 PageRequest.of(page, size) } ``` **重构检查清单**： - [ ] 前端调用传递 `page: 0`（第 1 页） - [ ] Controller 默认值是 `0` - [ ] Service 使用 `PageRequest.of(page, size)`（不减 1） - [ ] 测试 `page=0` 和 `page=1` 都能正常返回数据 --- ## 输入校验规范 | 规则 | 说明 | |------|------| | ❌ 禁止 `@RequestBody` 不加 `@Valid` | 所有请求体必须校验 | | ✅ DTO 字段加约束注解 | `@NotBlank`、`@Size`、`@Pattern` 等 | | ✅ 数值字段加范围约束 | `@Min`、`@Max`、`@Positive` 等 | | ✅ 分页参数加上限 | `size` 必须 `@Max(100)` 防止大量查询 | | ✅ 枚举/状态字段白名单校验 | 自定义校验器或 `@Pattern` | **常见 DTO 字段校验速查**： | 字段类型 | 必须注解 | 说明 | |---------|---------|------| | 数量 quantity | `@NotNull @Min(1)` | 防止 0 或负数（负数可导致反向操作） | | 金额 amount/price | `@NotNull @Positive` | 或 `@DecimalMin("0.01")` | | 分页 size | `@Min(1) @Max(100)` | 防止 `size=999999` 拖垮数据库 | | 分页 page | `@Min(1)` | 页码从 1 开始 | | 百分比 rate | `@Min(0) @Max(100)` | 视业务定义范围 | ```java // ❌ 无校验，任意输入直接进入业务逻辑 @PostMapping("/ship") public Result ship(@RequestBody ShippingRequest request) { ... } // ✅ 完整校验 @PostMapping("/ship") public Result ship(@RequestBody @Valid ShippingRequest request) { ... } public record ShippingRequest( @NotNull Long orderId, @NotBlank @Size(max = 500) String shippingInfo, @Pattern(regexp = "pending|shipped|delivered") String giftStatus ) {} // ❌ quantity 只有 @NotNull，负数会导致 Redis DECRBY 反向加库存 public record CreateOrderRequest( @NotNull Integer quantity // 可提交 0 或负数 ) {} // ✅ 数量必须 >= 1 public record CreateOrderRequest( @NotNull @Min(1) Integer quantity ) {} // ❌ 分页无上限，用户可传 size=999999 @GetMapping("/orders") public Result list(@RequestParam int page, @RequestParam int size) { ... } // ✅ 分页参数加约束 @GetMapping("/orders") public Result list(@RequestParam @Min(1) int page, @RequestParam @Min(1) @Max(100) int size) { ... } ``` --- ## 性能优化 | 陷阱 | 解决方案 | |------|---------| | N+1 查询 | 见「N+1 查询防范」章节 | | 循环拼接字符串 | 使用 `StringBuilder` | | 频繁装箱拆箱 | 使用原始类型流 | | 未指定集合初始容量 | `new ArrayList<>(size)` | --- ## 第三方 API HTTP 客户端选型 | 规则 | 说明 | |------|------| | ❌ 避免 `RestTemplate` 默认客户端调用国内平台 API | 默认 `HttpURLConnection` 的 POST 请求与微信/支付宝等 CDN 存在兼容性问题（已知触发 412/403） | | ✅ 优先用 `java.net.http.HttpClient`（JDK 11+） | 现代 HTTP 客户端，无 CDN 兼容性问题 | | ✅ 或配置 `HttpComponentsClientHttpRequestFactory` | 让 RestTemplate 底层走 Apache HttpClient | **诊断特征**：HTTP 错误 + body 为空 + response headers 极简（只有 Connection/Content-Length）= CDN 层拦截，不是 API 本身的响应。同一 API 的 GET 正常但 POST 异常时，优先怀疑 HTTP 客户端兼容性。 --- ## Native SQL 规范 ### 别名避免 MySQL 保留字 `@Query(nativeQuery = true)` 中的列别名如果是 MySQL 保留字，会导致语法错误。 **高频踩坑保留字**：`year_month`, `order`, `status`, `key`, `value`, `name`, `type`, `date`, `time`, `rank`, `range`, `rows`, `column`, `user`, `role`, `group` | 规则 | 说明 | |------|------| | ✅ 使用短别名或缩写 | `ym`, `ord_status`, `cnt` | | ✅ 或用反引号转义 | `` `year_month` `` | | ❌ 禁止直接用保留字做别名 | `as year_month`、`as order`、`as rank` | ```java // ❌ year_month 是 MySQL 保留字（INTERVAL YEAR_MONTH） @Query(value = """ SELECT DATE_FORMAT(o.order_date, '%Y-%m') as year_month, COUNT(*) as cnt FROM orders o GROUP BY year_month """, nativeQuery = true) // ✅ 改用非保留字别名 @Query(value = """ SELECT DATE_FORMAT(o.order_date, '%Y-%m') as ym, COUNT(*) as cnt FROM orders o GROUP BY ym """, nativeQuery = true) ``` --- ## 日志规范 ```java // ✅ 参数化日志 log.debug("Finding user by id: {}", userId); log.info("User {} logged in successfully", username); log.error("Failed to process order {}", orderId, exception); // ❌ 差：字符串拼接 log.debug("Finding user by id: " + userId); ``` --- ## 详细参考 | 文件 | 内容 | |------|------| | `references/java-style.md` | 命名约定、异常处理、Spring Boot、测试规范 | | `references/collections.md` | 不可变集合（Guava）、字符串分割 | | `references/concurrency.md` | 线程池配置、CompletableFuture 超时 | | `references/concurrency-db-patterns.md` | Get-Or-Create 并发、N+1 防范、原子更新、Redis+DB 一致性 | | `references/code-patterns.md` | 卫语句、枚举优化、策略工厂模式 | | `references/date-time.md` | 日期加减、账期计算、禁止月末对齐 | | `references/http-client.md` | 第三方 API HTTP 客户端选型、CDN 兼容性问题 | --- > 📋 本回复遵循：`java-dev` - [具体章节]