java代码指令重排 java重复代码

java中什么是代码重构，什么时候需要代码重构

代码重构（英语：Code refactoring）重构就是在不改变软件系统外部行为的前提下，改善它的内部结构。

软件重构需要借助工具完成，重构工具能够修改代码同时修改所有引用该代码的地方。在极限编程的方法学中，重构需要单元测试来支持。

java重构：指程序员对已有程序在尽量不改变接口的前提下，进行重新编写代码的工作，一般有以下几方面：

1、去除已知bug。

2、提高程序运行效率。

3、增加新的功能。

重构举例：（简化代码、提升效率）

重构前：

if(list != null list.size() 0){

for(int i = 0; i list.size(); i++){

//skip...

}

}

重构后

if(list != null){

for(int i = 0, len = list.size(); i len; i++){

//skip...

}

}

何时着手重构（Refactoring）

新官上任三把火，开始一个全新??、脚不停蹄、加班加点，一支声势浩大的千军万"码"夹裹着程序员激情和扣击键盘的鸣金奋力前行，势如破竹，攻城掠地，直指"黄龙府"。

开发经理是这支浩浩汤汤代码队伍的统帅，他负责这支队伍的命运，当齐桓公站在山顶上看到管仲训练的队伍整齐划一地前进时，他感叹说"我有这样一支军队哪里还怕没有胜利呢？"。但很遗憾，你手中的这支队伍原本只是散兵游勇，在前进中招兵买马，不断壮大，所以队伍变形在所难免。当开发经理发觉队伍变形时，也许就是克制住攻克前方山头的诱惑，停下脚步整顿队伍的时候了。

Kent Beck提出了"代码坏味道"的说法，和我们所提出的"队伍变形"是同样的意思，队伍变形的信号是什么呢？以下列述的代码症状就是"队伍变形"的强烈信号：

·代码中存在重复的代码

中国有118 家整车生产企业，数量几乎等于美、日、欧所有汽车厂家数之和，但是全国的年产量却不及一个外国大汽车公司的产量。重复建设只会导致效率的低效和资源的浪费。

程序代码更是不能搞重复建设，如果同一个类中有相同的代码块，请把它提炼成类的一个独立方法，如果不同类中具有相同的代码，请把它提炼成一个新类，永远不要重复代码。

·过大的类和过长的方法

过大的类往往是类抽象不合理的结果，类抽象不合理将降低了代码的复用率。方法是类王国中的诸侯国，诸侯国太大势必动摇中央集权。过长的方法由于包含的逻辑过于复杂，错误机率将直线上升，而可读性则直线下降，类的健壮性很容易被打破。当看到一个过长的方法时，需要想办法将其划分为多个小方法，以便于分而治之。

·牵一毛而需要动全身的修改

当你发现修改一个小功能，或增加一个小功能时，就引发一次代码地震，也许是你的设计抽象度不够理想，功能代码太过分散所引起的。

·类之间需要过多的通讯

A类需要调用B类的过多方法访问B的内部数据，在关系上这两个类显得有点狎昵，可能这两个类本应该在一起，而不应该分家。

·过度耦合的信息链

"计算机是这样一门科学，它相信可以通过添加一个中间层解决任何问题"，所以往往中间层会被过多地追加到程序中。如果你在代码中看到需要获取一个信息，需要一个类的方法调用另一个类的方法，层层挂接，就象输油管一样节节相连。这往往是因为衔接层太多造成的，需要查看就否有可移除的中间层，或是否可以提供更直接的调用方法。

·各立山头干革命

如果你发现有两个类或两个方法虽然命名不同但却拥有相似或相同的功能，你会发现往往是因为开发团队协调不够造成的。笔者曾经写了一个颇好用的字符串处理类，但因为没有及时通告团队其他人员，后来发现项目中居然有三个字符串处理类。革命资源是珍贵的，我们不应各立山头干革命。

·不完美的设计

在笔者刚完成的一个比对报警项目中，曾安排阿朱开发报警模块，即通过Socket向指定的短信平台、语音平台及客户端报警器插件发送报警报文信息，阿朱出色地完成了这项任务。后来用户又提出了实时比对的需求，即要求第三方系统以报文形式向比对报警系统发送请求，比对报警系统接收并响应这个请求。这又需要用到Socket报文通讯，由于原来的设计没有将报文通讯模块独立出来，所以无法复用阿朱开发的代码。后来我及时调整了这个设计，新增了一个报文收发模块，使系统所有的对外通讯都复用这个模块，系统的整体设计也显得更加合理。

每个系统都或多或少存在不完美的设计，刚开始可能注意不到，到后来才会慢慢凸显出来，此时唯有勇于更改才是最好的出路。

·缺少必要的注释

虽然许多软件工程的书籍常提醒程序员需要防止过多注释，但这个担心好象并没有什么必要。往往程序员更感兴趣的是功能实现而非代码注释，因为前者更能带来成就感，所以代码注释往往不是过多而是过少，过于简单。人的记忆曲线下降的坡度是陡得吓人的，当过了一段时间后再回头补注释时，很容易发生"提笔忘字，愈言且止"的情形。

曾在网上看到过微软的代码注释，其详尽程度让人叹为观止，也从中体悟到了微软成功的一个经验。

相关问答

Q1: volatile关键字的作用

volatile在Java并发编程中常用于保持内存可见性和防止指令重排序。

内存可见性（MemoryVisibility）：所有线程都能看到共享内存的最新状态。

防止指令重排：在基于偏序关系的Happens-Before内存模型中，指令重排技术大大提高了程序执行效率，但同时也引入了一些问题。

volatile保持内存可见性的特殊规则：read、load、use动作必须连续出现；assign、store、write动作必须连续出现；每次读取前必须先从主内存刷新最新的值。

注意事项

每次写入后必须立即同步回主内存当中。也就是说，volatile关键字修饰的变量看到的随时是自己的最新值。在线程1中对变量v的最新修改，对线程2是可见的。

volatile防止指令重排的策略：在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障；在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障。

在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障；在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。注意：只有在Happens-Before内存模型中才会出现这样的指令重排序问题。

Q2: 什么是指令重排？

什么是指令重排序？

有两个层面：

**在虚拟机层面，**为了尽可能减少内存操作速度远慢于CPU运行速度所带来的CPU空置的影响，虚拟机会按照自己的一些规则(这规则后面再叙述)将程序编写顺序打乱——即写在后面的代码在时间顺序上可能会先执行，而写在前面的代码会后执行——以尽可能充分地利用CPU。拿上面的例子来说：假如不是a=1的操作，而是a=new byte1024*1024，那么它会运行地很慢，此时CPU是等待其执行结束呢，还是先执行下面那句flag=true呢？显然，先执行flag=true可以提前使用CPU，加快整体效率，当然这样的前提是不会产生错误(什么样的错误后面再说)。虽然这里有两种情况：后面的代码先于前面的代码开始执行；前面的代码先开始执行，但当效率较慢的时候，后面的代码开始执行并先于前面的代码执行结束。不管谁先开始，总之后面的代码在一些情况下存在先结束的可能。

**在硬件层面，**CPU会将接收到的一批指令按照其规则重排序，同样是基于CPU速度比缓存速度快的原因，和上一点的目的类似，只是硬件处理的话，每次只能在接收到的有限指令范围内重排序，而虚拟机可以在更大层面、更多指令范围内重排序。硬件的重排序机制参见《从JVM并发看CPU内存指令重排序(Memory Reordering)》

Java提供了两个关键字volatile和synchronized来保证多线程之间操作的有序性,volatile关键字本身通过加入内存屏障来禁止指令的重排序，而synchronized关键字通过一个变量在同一时间只允许有一个线程对其进行加锁的规则来实现。

在单线程程序中，不会发生“指令重排”和“工作内存和主内存同步延迟”现象，只在多线程程序中出现。

1）编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序。

2）指令级并行的重排序。现代处理器采用了指令级并行技术（Instruction-LevelParallelism，ILP）来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。

3）内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行

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