Java代码之美,从遵循样式规范开始

作者:京东零售 刘仲伟

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在软件开发的世界里,代码不仅是程序的基石,更是程序员交流的通用语言。而Java,作为一门广泛应用于企业级应用的编程语言,其代码的可读性和一致性对于项目的长期维护和团队协作至关重要。本文将带你探索Java代码的美学,揭示那些能够让你的代码既美观又高效的样式规范。无论是初出茅庐的新手还是经验丰富的老手,都能从中获得灵感,提升编码的艺术。

一、为什么要代码样式规范

对于团队开发,不同的代码规范或不规范可能引起的问题包括但不限于:

1.代码可读性,代码是为了人阅读的,不是只为了机器执行;

2.代码format引发的大量的diff,干扰code review;

3.间接影响代码质量和团队协作效率;

在敏捷迭代的软件开发环境中,良好的代码规范不仅能够帮助团队成员快速理解彼此的代码,减少沟通成本,还能在代码维护和扩展时节省宝贵的时间。此外,一致的代码风格也是项目专业性的体现,能够给代码审查者和未来的维护者留下良好的第一印象。



二、探索Java代码规范

我们将深入探讨Java社区广泛认可的编码规范,包括但不限于Google Java Style和Oracle官方的编码指南。从命名约定、代码格式化、注释的使用,到错误处理和测试代码的编写,每一个细节都是构建高质量Java代码的关键。

2.1 业界Java代码样式规范

a. Google Java Style

Google在github上维护的多种编程语言的代码规范:https://github.com/google/styleguide,其中:

•javaguide.html 是Google对Java编程语言代码编码标准的完整定义;

•intellij-java-google-style.xml 是Google Java代码规范文件,适用于Intellij IDEA开发工具;

b. 阿里Java规范

阿里在 GitHub 上有一个关于 Java 开发规范的仓库 p3c:https://github.com/alibaba/p3c,其中:

•Java开发手册(黄山版).pdf 覆盖编程规约、异常日志、单元测试等七个维度;

•Alibaba Java Coding Guidelines Jetbrains插件市场提供的代码指导插件, idea-plugin 提供编译、安装、使用手册;

c. 其它规范

公司/组织Style Guide
Sun/OracleThe Original Sun Java Style Guide
AndriodAndroid Open Source Project (AOSP) Style Guide
TwitterTwitter’s Java Style Guide
CoderanchThe CodeRanch Style Guide

2.2 规范选择与制定

a. 规范选择

上面列举了多项代码规范,在决定使用哪种规范之前,可以考虑三个方面:

•明确目标:使用代码规范的目的是什么,只是为了项目内代码风格一致,还是为了和其他团队分享或者其他公司分享或者开源?

•使用环境:开发阅读代码的环境是什么,GitHub、GitLab、公司内部的Coding?

•工具支持:code format工具支持情况,code sytle check工具支持情况,编译工具:maven、gradle,IDE:IntelliJ、Eclipse、VS Code;

综合上面的三个方面的考虑,优先选择Google Java Style。

b. 规范制定

Google Java Style部分代码样式团队难以接受,比如2空格缩进等,可以在原始Google Java Style基础上,适当定制化调整。

•修改intellij-java-google-style.xml中的内容:

optionprevious valuemodified valuenote
INDENT_SIZE24行缩进空格数
TAB_SIZE24TAB空格数
CONTINUATION_INDENT_SIZE48换行缩进空格数
RIGHT_MARGIN100120单行长度
JD_PRESERVE_LINE_FEEDSTRUEJavaDoc 中,保留手动的换行
KEEP_LINE_BREAKSTRUEJava代码中,保留手动的换行

•修改intellij-java-jd-style.xml文件下载:http://xingyun.jd.com/codingRoot/liuzhongwei18/styleguide/blob/master/intellij-java-jd-style.xml

2.3 规范使用

代码样式规范的使用分为两个方面:

•代码格式化

•代码样式校验

规范使用英文使用对象使用方式说明配置文件
代码格式化code style开发者IDE手动定义代码风格intellij-java-jd-style.xml
代码样式校验check style团队自动化校验代码风格checkstyle.xml

注意:code style 跟 check style 的「配置文件」必须对应,即按照code style format的代码check style不报错。

代码样式校验

代码格式化依赖于开发者手动进行格式化,为达到团队/项目代码样式规范的落地,需要有全面的自动化的代码检查。根据当前业界推荐,采用Checkstyle作为自动化代码样式校验工具。

需要对原始 Google Code Style 的google_checks进行定制,以适配上面intellij-java-jd-style.xml的定制。

•修改google_checks中的内容:

modulepropertyprevious valuemodified valuenote
LineLengthmax100120单行长度
IndentationbasicOffset braceAdjustment caseIndent throwsIndent lineWrappingIndentation arrayInitIndent2 2 2 4 4 24 0 4 4 4 4使用checkstyle默认缩进风格

•修改checkstyle.xml文件下载:http://xingyun.jd.com/codingRoot/liuzhongwei18/styleguide/blob/master/checkstyle.xml



除了上述的长度和缩进的代码样式校验,Checkstyle还可以配置其它代码校验,可根据团队接受情况予以配置。

modulepropertydefault valuenote
FileLengthmax2000单个文件长度
MethodLengthmax150单个方法长度
ParameterNumbermax7方法的参数个数
ModifierOrderJava语言规范
NestedIfDepthmax1检查if-else嵌套层数
NestedTryDepthmax1检查try-catch-finally嵌套层数
ReturnCountmax2一个方法最多有return的数量
CyclomaticComplexitymax10方法圈复杂度
MagicNumber检查魔法数字,未被定义为常量的数值
...https://checkstyle.org/checks.html



三、最佳实践:如何将规范融入日常开发

3.1 code style配置&使用

a. IDEA配置code style

在 IntelliJ IDEA下,使用intellij-java-jd-style.xml进行代码格式化之前,需要先进行配置。

设置配置文件,路径:IntelliJ IDEAPreferenceEditorCode Style,参考下图:

导入定制的code style文件:intellij-java-jd-style.xml

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命名Scheme,如图中JD-Style,并启用该代码样式规范

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b. IDEA使用code style

完成上述配置后,在Mac环境的IntelliJ IDEA中,可以对选中的代码格式化(快捷键:Option+Command+L)或者对选中的文件格式化(快捷键:Shift+Option+Command+L)

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3.2 check style配置&使用

check style的配置和使用有两种主要方式:

  1. 在开发环境IDE中,开发者配置插件后,可触发代码样式规范的检查,根据提示项进行代码修改;

2.在maven项目中,配置checkstyle插件,可用命令行触发代码样式规范的检查,集成到CI (Continuous Integration)的自动化流水线中;

a. IDEA配置CheckStyle插件

在 IntelliJ IDEA下,安装Plugin,路径:IntelliJ IDEAPreferencePlugins,参考下图:

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下载配置文件checkstyle.xml,配置CheckStyle-IDEA插件,路径:IntelliJ IDEAPreferenceToolsCheckstyle,增加自定义配置文件并命名,参考下图:

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b. IDEA使用CheckStyle插件

安装配置CheckStyle插件后,工具窗口增加了CheckStyle Tab,在CheckStyle窗口进行check,可以选择:

Check Current File

Check Module

Check Project

c. maven配置CheckStyle插件

参考Checkstyle maven插件的官方配置案例:多模块项目配置,通常我们在项目中新建build-tools模块,将checkstyle.xml等配置文件放在这个模块的resources目录下。

1project-name 2| -- pom.xml 3| -- build-tools 4| | -- pom.xml 5| | -- src 6| | | -- main 7| | | -- resources 8| | | -- checkstyle.xml 9| | | -- checkstyle-suppressions.xml 10| -- core 11| -- gui 12| -- other-module

build-tools模块的pom.xml使用IDEA自动生成的配置文件,类似:

1<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 2<project> 3 <parent> 4 <artifactId>project-name</artifactId> 5 <groupId>com.jd.project-name</groupId> 6 <version>1.0.0</version> 7 </parent> 8 9 <modelVersion>4.0.0</modelVersion> 10 <artifactId>build-tools</artifactId> 11</project>

配置文件checkstyle.xml、checkstyle-suppressions.xml可以从coding中下载http://xingyun.jd.com/codingRoot/liuzhongwei18/styleguide/blob/master/

父项目的pom.xml中,增加如下配置:

1<project> 2 ... 3 <modules> 4 ... 5 <module>build-tools</module> 6 </modules> 7 8 <properties> 9 ... 10 <maven.checkstyle.version>3.6.0</maven.checkstyle.version> 11 </properties> 12 13 <build> 14 <pluginManagement> 15 <plugins> 16 <plugin> 17 <!-- Approach followed here is roughly the same as mentioned here: 18 https://maven.apache.org/plugins/maven-checkstyle-plugin/examples/multi-module-config.html 19 --> 20 <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> 21 <artifactId>maven-checkstyle-plugin</artifactId> 22 <version>${maven.checkstyle.version}</version> 23 <configuration> 24 <configLocation>build-tools/src/main/resources/checkstyle.xml</configLocation> 25 <includeTestSourceDirectory>true</includeTestSourceDirectory> 26 <outputFile>checkstyle-report.xml</outputFile> 27 <consoleOutput>false</consoleOutput> 28 <failOnViolation>true</failOnViolation> 29 <excludes>target/**</excludes> 30 </configuration> 31 <executions> 32 <execution> 33 <id>checkstyle</id> 34 <phase>validate</phase> 35 <goals> 36 <goal>check</goal> 37 </goals> 38 </execution> 39 </executions> 40 </plugin> 41 </plugins> 42 </pluginManagement> 43 <plugins> 44 <plugin> 45 <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> 46 <artifactId>maven-checkstyle-plugin</artifactId> 47 </plugin> 48 </plugins> 49 </build> 50 <reporting> 51 <plugins> 52 <plugin> 53 <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> 54 <artifactId>maven-checkstyle-plugin</artifactId> 55 <reportSets> 56 <reportSet> 57 <reports> 58 <report>checkstyle</report> 59 </reports> 60 </reportSet> 61 </reportSets> 62 </plugin> 63 </plugins> 64 </reporting> 65 66</project>

maven-checkstyle-plugin的配置<configuration>参数具体可参见checkstyle:check的参数说明。

这里对几项配置进行说明:

•plugins>plugin>executions>execution

◦id可以自行决定,这里选择"checkstyle";

◦phase是绑定到maven lifecycle的哪个执行阶段,这里绑定到"validate"上,即执行maven validate的时候会执行该plugin任务;选择validate阶段可以保障checkstyle:check在代码编译之前执行,如果checkstyle检查出违反样式规范的问题,在代码编译之前就会报告出来;

◦goals>goal是只绑定执行plugin的哪个任务,这里绑定的是"check";

•plugins>plugin>configuration>failOnViolation

◦检查到违反样式规范的问题,打印出来,打印的问题级别根据checkstyle.xml中配置的severity确定;

◦将severity级别配置为error,并将failOnViolation设为true,检查到违反样式规范的问题时,会停止maven命令继续执行;

注意:failOnViolationfailOnError配置项的区别,failOnError在检查到问题时立即停止执行,failOnViolation在检查到问题时输出检查日志再停止执行。

按照上述配置,可达到在mvn编译代码前强制检查代码样式规范,发现违反规范的问题,不会继续java的编译、打包。

d. maven使用CheckStyle插件

运行mvn package即可正常打包。

也可以单独执行命令:

mvn checkstyle:check

注意:为了实现自动化代码样式规范检查,可以为项目配置行云流水线任务,设置代码评审的自动化检查:指定流水线做为卡点,指定为卡点的流水线需运行成功后MR才允许合并。



四、结语:代码规范-团队协作的桥梁

最后,我们总结下Java样式规范对于团队协作的重要性,鼓励每位开发者将这些规范内化为自己的编码习惯。因为代码规范不仅是个人技艺的体现,更是团队协作和项目成功的基石。

通过阅读本文,你将不仅了解到Java样式规范的重要性,还将掌握如何将这些规范应用到实际开发中,让你的代码变得更加优雅和强大。让我们一起追求编码的艺术,用规范的代码点亮编程的世界。



参考

•京东JAVA代码规范-V1.0.pdf

•JD编码规范:https://doc.jd.com/base/eos-doc/system-rule/JD%E7%BC%96%E7%A0%81%E8%A7%84%E8%8C%83/Java/

•Jetbrains Java code style: https://www.jetbrains.com/help/idea/code-style-java.html

•checkstyle官网:https://checkstyle.org/index.html

•checkstyle发布:https://github.com/checkstyle/checkstyle/releases/

•Apache Maven Checkstyle Plugin: https://maven.apache.org/plugins/maven-checkstyle-plugin/usage.html

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