拉乌尔·加布里埃尔·乌尔玛博士是Cambridge Spark的CEO及创始人，领导着数据科学和人工智能培训领域。他毕业于剑桥大学和伦敦帝国理工学院，并专注于编程语言、编译器、源代码分析等领域的研究。乌尔玛博士也是一位活跃的国际演讲者，并为Google、Oracle等大型企业提供咨询。理查德·沃伯顿博士是Opsian.com联合创始人，拥有华威大学计算机科学博士学位，擅长开发工具和高频交易。

如果你刚刚开始你的Java职业生涯，掌握当今的许多软件开发概念可能会让你不知所措。你是否应该学习面向对象的实践，比如测试驱动开发或者应用函数式编程思想?本书提供了一种综合的、项目驱动的方式，帮助你学习一些成为高效开发人员所需的核心主题。
作者在本书中向你展示了如何开发真实项目，并同时学习*佳实践。每一章会聚焦于一个项目，该项目从一个命令行批处理程序开始，然后发展成一个功能齐全的应用程序。如果你能够编写基本的Java代码，那么你将学习先进的软件开发实践，以构建现代的、健壮的和可维护的Java软件。
通过本书，你将能够：
了解编写可维护代码的核心设计原则。
增加代码库的灵活性，提升代码可维护性，以及处理异常。
理解如何应用耦合、内聚和SOLID原则。
使用测试驱动开发来处理新的设计问题。
从外到内思考:从全局转移到应用程序领域的核心。
了解函数式编程并学习如何在Java中使用它。
本实践指南提供了一种综合的、项目驱动的方式，来帮助你学习一些成为高效Java开发人员所需的核心主题。本书展示了如何开发真实项目，并同时学习*佳实践。每一章会聚焦于一个项目，该项目从一个命令行批处理程序开始，然后发展成一个功能齐全的应用程序。本书也给了你一个以面向开发者的角度去学习的机会，包含大量的代码示例。

拉乌尔·加布里埃尔·乌尔玛（Raoul-Gabriel Urma）博士是Cambridge Spark的CEO和创始人，该公司是数据科学和人工智能培训领域的领导者。他出版过几本编程书籍，包括畅销书Modern Java in Action (Manning出版社)。Raoul拥有剑桥大学计算机科学博士学位和伦敦帝国理工学院计算机科学硕士学位，并以一等荣誉毕业，曾多次获得技术创新奖项。他的研究兴趣包括编程语言、编译器、源代码分析、机器学习和教育领域。他在2017年被提名为Oracle Java Champion，同时也是一位经验丰富的国际会议演讲者，发表过涉及Java、Python、人工智能和商业的演讲。Raoul曾经为几个大型软件工程项目的组织提供咨询，包括Google、Oracle、eBay和Goldman Sachs。
理查德·沃伯顿（Richard Warburton）博士是Opsian.com的联合创始人，也是Artio FIX引擎的维护者。他曾在不同领域担任开发人员，包括开发工具、高频交易和网络协议。他为O''Reilly编写了Java 8 Lambdas一书，并通过http://iteratrlearning.com和http://www.pluralsight.com/author/richard-warburton帮助开发人员进行学习。Richard是一位经验丰富的会议演讲者，曾在数十个活动中发表演讲，并在欧洲和美国一些大型会议的委员会中担任委员。他拥有华威大学计算机科学博士学位。

O'Reilly Media，Inc.，一家以“分享创新知识、改变世界”为使命的企业。它通过在线学习平台提供独家培训、图书和视频，助力客户获取专业知识。O'Reilly图书被视为学习未来技术的权威资料，而每年举办的会议则是技术聚会的绝佳场所。O'Reilly致力于帮助客户实现创新，推动世界进步。业界对其评价极高，认为其具有非凡的想法和聚集关键思想领袖的能力。



O’Reilly Media,Inc.介绍

本书通过实战案例，深入浅出地讲解了项目驱动式的Java开发。书中不仅覆盖了Java特性、软件设计及架构、SOLID原则、测试等知识，而且强调了实践的重要性，鼓励读者通过动手编程来提升技能。作者通过项目驱动的方式，引导读者从实际问题出发，逐步分析和解决，最终实现代码的可靠性和可维护性。这样的学习路径，旨在让读者在享受编程乐趣的同时，提升开发能力。



本书赞誉

Java作为面向对象编程的代表，融合了其他语言的优点，在更新换代后焕发新生命力。Java 8的发布让开发者体验到函数式编程的魅力。开源社区的蓬勃发展带来了丰富的组件和框架，提高了软件开发效率。然而，开发中遇到的问题并非仅靠新框架能解决，代码的扩展性和可维护性考验着工程师的设计原则和软件工程实践。本书以项目驱动的方式讲解设计原则和模式，帮助读者理解并应用于实际开发中。



译者序

本书通过项目式结构帮助读者学习，强调了Java语言特性、软件设计及架构、SOLID原则和测试等四个核心主题。书中详细讲解了如何使用类和接口构建代码，讨论了设计模式和软件架构，阐述了SOLID原则在软件设计中的应用，并强调了自动化测试的重要性。通过案例分析，读者可以更好地理解和应用这些知识。



第1章 开始旅程吧

开发银行账单分析器的初衷源于用户Mark Erbergzuck的需求，他需要一个软件来自动处理账单，以便更清晰地掌握自己的财务状况。这个软件需要具备计算账单总额、交易次数、前十大开销以及主要消费类别等功能。实现这些功能的关键在于处理CSV格式的银行交易列表，并将其解析成具体的交易记录。

在开发过程中，我们遇到了代码可维护性和反模式的问题，如“上帝类”和代码重复。为了解决这些问题，我们采纳了单一职责原则（SRP），将功能拆分到不同的类中，并创建了BankStatementCSVParser类来解析CSV文件。这样的设计使得代码不仅易于理解，而且便于维护和扩展。

代码重构对于提升软件质量至关重要。我们将解析逻辑封装到单独的类中，这不仅提高了代码的可维护性和可重用性，还遵循了“最少意外原则”。清晰的自描述方法名和保持参数状态不变，确保了代码的清晰和易于理解。内聚性是编写可维护代码的关键，它衡量了类或方法的职责关联强度。通过将功能相关的代码组织在一起，我们提高了代码的可读性和可维护性。此外，降低代码间的耦合度，有助于提高代码的灵活性和可扩展性。通过使用接口和解耦组件，我们可以更好地应对需求变更，增强代码的健壮性。

软件开发的核心理念在于追求低耦合、高内聚。书中详细阐述了如何通过解耦类和降低依赖关系来提升代码的可维护性和扩展性。实例展示了如何实现银行账单分析器，并强调了自动化测试的重要性，包括单元测试和代码覆盖率。书中还介绍了JUnit框架的使用方法，并解释了Given-When-Then测试模式。最后，书中提供了一些实践建议，如编写更多单元测试、支持不同聚合操作以及构建Java项目。

第2章 银行账单分析器

银行账单分析器在满足Mark Erbergzuck的需求时，注重了代码的灵活性和可维护性。通过引入接口，实现了迭代逻辑与业务逻辑的解耦，有效避免了代码重复和脆弱性。作者强调，定义更小的接口，将常见用例实现为类的一部分，有助于构建出灵活的银行账单分析器。

异常处理在Java编程中占据重要地位。它允许开发者将问题与恢复逻辑分离，提升代码的可读性和可维护性。文中提出了不受检查的异常和受检查的异常两种模式，并解释了它们的应用场景。处理CSV文件解析过程中的语法错误和数据校验问题时，异常处理显得尤为重要。自定义异常类可以提高代码的可读性和可维护性。

在处理异常时，应避免笼统或过于具体的方法。Notification模式有助于收集错误信息。异常使用应遵循一些准则，如不忽略异常、不捕获通用异常、记录异常、避免抛出特定实现的异常，以及注意异常与流程控制的关系。文章还介绍了异常的替代品，如使用null、空对象模式、Optional<T>和Try<T>。

Maven和Gradle是两种流行的Java构建工具。Maven通过XML配置实现项目的构建、测试和打包等操作，而Gradle则使用Groovy或Kotlin语言，使构建过程更自然、更易理解。文章详细介绍了Maven和Gradle的基本命令，如clean、compile、test和package等，并说明了如何使用这些命令来构建项目。同时，文章比较了Maven和Gradle的优缺点，如Maven使用XML可能导致代码可读性降低，而Gradle使用领域特定语言（DSL）则使构建过程更自然、更易自定义。最后，文章强调了构建工具在自动化软件开发生命周期中的作用。

第3章 扩展银行账单分析器

在Avaj医生诊所，由于文档数量不断增长，传统的文件柜检索效率低下，因此医生迫切需要一个自动化文档管理系统。该系统旨在通过继承关系、组合优于继承原则和良好的测试实践，实现文档的导入、索引和搜索功能。

系统设计需支持报告、信件和图像三种文件类型，并记录文件路径和病人信息。同时，系统具备良好的可扩展性，以便未来添加更多文档类型。为了实现不同文件类型的导入，系统通过实现Importer接口和文档类来支持。搜索功能则通过简单的查询语言实现。

面向对象编程的核心原则之一，里氏替换原则（LSP），要求子类不能比父类有更多的限制性前置条件和弱化后的后置条件。在文档管理系统中，选择合适的设计方案，如让Importer成为一个类，选择合适的作用域和封装方式，对于提高系统的可维护性和扩展性至关重要。

在软件设计中，通过使用工具类、继承或领域类来实现代码重用。编写自动化测试同样重要，它能确保系统的稳定性和可维护性。此外，测试名称的规范也很关键，应强调测试的可读性、可维护性和可执行性，避免使用过于抽象或模糊的名称。

测试名称应描述测试的行为而不是实现细节，使用领域术语、自然语言和具有描述性的名称。测试应关注公共API的行为，避免依赖于内部实现细节。JUnit的assertThat()方法能提供清晰的诊断信息。同时，开发者不应只测试正常情况，也要测试错误情况。使用JUnit的expected属性可以断言异常的测试方法。

通过以上设计，Avaj医生诊所的文档管理系统将能够满足当前需求，同时具备良好的可扩展性和可维护性，为诊所提供高效、稳定的文档管理服务。

第4章 文档管理系统

业务规则引擎的引入旨在提升企业内部协作和效率。面对企业规模扩大带来的规则需求增加，技术团队往往难以满足。业务规则引擎允许业务团队直接参与规则编写，从而缩短开发周期，提升生产效率。文章详细阐述了其功能，包括事实、规则、条件和动作，并介绍了如何通过测试驱动开发（TDD）方法构建最小可行产品（MVP）。通过模拟技术验证代码执行，文章还强调了封装状态和引入Facts类的重要性。

Java 10引入的局部变量类型推断功能简化了代码书写，switch表达式的新特性提高了代码可读性。文章探讨了接口隔离原则（ISP）的重要性，指出违反ISP的ConditionalAction接口需要通过引入新接口和实现Inspector类、Report类来解决。遵循ISP原则对于验证设计合理性至关重要。

ISP原则要求避免类依赖未使用的方法，减少耦合。文章通过案例展示了如何将大接口分解为小接口提升内聚性。流式API和建造者模式的使用简化了对象创建和规则对象构建。改进RuleBuilder和更新业务规则引擎以支持规则，提升了API的用户友好性。

第5章 业务规则引擎

Twootr是一个创新的微博平台，其创始人Joe希望通过限制信息长度来促进用户发布简短精练的内容。该平台的功能包括用户登录、关注列表、发送和删除twoot等。书中详细介绍了如何通过客户端-服务器模式和拉/推通信方式实现这些功能，并探讨了如何利用六边形架构将核心业务逻辑与外部技术解耦。

在软件开发过程中，TDD（测试驱动开发）被强调为一种重要的开发方法。TDD能够有效避免编写无用的功能，但有时也可能对软件设计造成阻碍。文章指出，在适当的时候引入领域类是必要的，因为它们能更好地反映问题域中的概念。同时，密码存储的安全性也是重点讨论的问题，建议使用密码散列函数来保护用户数据，并强调在软件设计中构建安全性审查和分析的重要性。

书中以关注者和twoot功能实现为例，展示了如何通过自顶向下的方法开发软件，并引入mock对象的概念来辅助测试。为了提高测试效率和质量，工程师们通常使用Mockito等库来自动化创建mock对象，模拟外部依赖，确保测试的独立性。

Twoot类的定义和设计在书中也得到了详细讨论，强调其作为值对象的重要性，以及使用不可变对象减少bug的发生。此外，Position类和Point类的引入，通过定义equals和hashCode方法，确保了对象比较的正确性，有助于提高代码的健壮性和可维护性。

在Java编程中，对象相等性判断和哈希码计算的重要性不言而喻。文章阐述了equals和hashCode方法之间的关系，以及它们在集合类（如HashMap和HashSet）中的应用。详细说明了如何正确实现hashCode方法，包括创建一个素数作为基础，利用equals方法中的字段计算哈希码，并通过乘以一个素数来组合哈希码。此外，还介绍了Java中内联类的概念，以及它们在实现高效数据结构和正确哈希码与equals方法方面的优势。

第6章 Twootr

Twootr项目是一个现代在线通信系统，其设计与实现涉及多个方面。首先，回顾了前六章内容，包括系统设计、核心业务实现和测试驱动开发。本章扩展了项目，介绍了依赖倒置原则和依赖注入，使用存储库模式和查询对象模式确保数据持久性，并简要介绍了函数式编程在Java中的应用。

Twootr系统注重用户体验，一旦使用，用户难以停止。系统内部，数据源类型由实现类TwootRepository处理。此外，深入探讨了函数式编程在Java中的应用，包括lambda表达式、流式API、Collectors API和Optional类等特性，增强了Java的函数式编程能力。

系统设计涵盖事件建模、函数式编程和用户界面设计。通过Stream API操作Twoot对象，实现了合并功能。使用Optional类避免null值错误，并在onLogon方法中展示其应用。依赖倒置原则和依赖注入在Twootr系统中得到实现。讨论了包和系统构建问题，包括将大型项目分割成不同包，以及不同包结构的优缺点。

在软件开发中，根据功能将代码分组是关键。以电子商务网站为例，购物车、产品列表和支付功能分别封装在各自的包中，增强代码的模块化和可维护性。书中探讨了使用Maven和Gradle等构建工具构建复杂项目结构的灵活性，并强调保持构建脚本简单、快速和易用的重要性。

Twootr项目的实现存在一些限制和简化，如忽略并发性、故障切换和可伸缩性问题。这些问题将在后续书籍中进一步讨论。

软件开发实践：项目驱动式的Java开发指南