Java8接口中的默认方法

时间:2022-02-06 02:13:43

  Java8新增特性,可以为接口中添加默认方法,实现这个接口的所有类都会继承这个方法,这样看起来,接口和类的界限就有点不明显了,同时也会带来多继承,菱形问题。这样设计的初衷是什么?

  重所周知,java8开始支持lambda表达式,可以把函数当做参数传递,最明显的lambda表达式应用场景莫过于对collection的每一个元素应用lambda。如果想为Collection实现lambda表达式:list.forEach(…); // 这就是lambda代码

  首先想到的是为Collection的父接口iterator添加抽象方法forEach()。然而,对于已经发布的版本,是没法在给接口添加新方法的同时不影响已有的实现。如果添加了,那么所有的iterator()实现类都要重写这个方法,如果只是jre自己的类库还好说,大量的第三方类库都使用到了java的优秀集合框架,如果都要重写,这是不合理的。

  因此,如果在Java 8里使用lambda的时候,因为向前兼容的原因而不能用于collection库,那有多糟糕啊。

  由于上述原因,引入了一个新的概念。虚拟扩展方法,也即通常说的defender方法, 现在可以将其加入到接口,这样可以提供声明的行为的默认实现。

  简单的说,Java的接口现在可以实现方法了。默认方法带来的好处是可以为接口添加新的默认方法,而不会破坏接口的实现。

  之前:Java接口纯粹是契约的集合,是一种程序设计的表达方式。从数据抽象的角度看,能够在不定义class的同时又可以定义type,将是程序设计中强大而有用的机制。Java接口就是这些纯粹的接口组成的数据抽象。Java接口只能够拥有抽象方法,它不涉及任何实现,也不能创建其对象(这一点和抽象类一致)。

  多重继承模型导致额外的复杂性,其中最著名的是钻石问题或者叫“讨嫌的菱形派生”(Dreadful Diamond onDerivation、DDD)。为什么Java接口能够避免多继承的复杂性,关键在于它仅仅包含abstract方法。然而从设计的角度看,Java接口放弃了多继承的内在/固有目标,而显得是一个权宜之计。

  现在:Java8之前,接口不能升级。因为在接口中添加一个方法,会导致老版本接口的所有实现类的中断。λ表达式作为核心出现,为了配合λ表达式,JDK中Collection库需要添加新的方法,如forEach(),stream()等,于是引入了默认方法(defender methods,Virtual extension methods)。它是库/框架设计的程序员的后悔药。对于以前的遗留代码,大家都不知道有这个新方法,既不会调用,也不会去实现,如同不存在;编写新代码的程序员可以将它视为保底的方法体。类型层次中任何符合override规则的方法,优先于默认方法,因为遗留代码可能正好有同样的方法存在。

  默认方法,理论上抹杀了Java接口与抽象类的本质区别——前者是契约的集合,后者是接口与实现的结合体。当然,语法上两者的差别和以前一样。这就需要程序员来自觉维护两者的本质区别,把默认方法作为库、框架向前兼容的手段

  默认方法的一个好处:多继承的著名的是钻石问题(The Diamond Problem )再次需要关注。因而使以前某些人认为的“为了解决多继承问题而引入接口机制”的说法变成明显的错误——以前也是错误的认识。

  默认方法的声明很简单,直接在接口中把方法声明为default,之后再写方法的实现即可。这样所有的实现类都会继承这个方法,问题是他带来的多继承问题如何解决?

  Iterable中的默认方法:

  default void forEach(Consumer<? super T> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (T t : this) {
action.accept(t);
}
}

  

  下面是一个简单的默认方法实现:

public interface A {
default void foo(){
System.out.println("Calling A.foo()");
}
} public class Clazz implements A {
}
Clazz clazz = new Clazz();
clazz.foo(); // 调用A.foo()

  下面是一个多继承: 

public interface A {
default void foo(){
System.out.println("Calling A.foo()");
}
} public interface B {
default void foo(){
System.out.println("Calling B.foo()");
}
} public class Clazz implements A, B {
}

  这段代码不能编译 有以下原因:

  java:class Clazz 从types A到B给foo()继承了不相关的默认值

  为了修复这个,在Clazz里我们不得不手动解决通过重写冲突的方法,或者调用某个接口中的方法:

public class Clazz implements A, B {
public void foo(){}
} public class Clazz implements A, B {
public void foo(){
A.super.foo();
}
}

  钻石问题

  情况一:接口IA有子接口IB1、IB2,而类C implements IB1,IB2

package java8;
public class C implements IB1, IB2{
public static void main(String[] a) {
new C().m();
}
}   

  (1)如果仅仅A定义默认方法m(),执行IA的默认方法;
  (2)如果只有IB1、IB2其中一个override IA定义的m(),调用“最具体接口”默认方法;

  (3)如果IB1、IB2都override IA定义的m(),而C不提供自己的方法体,则编译错误!因为 “最具体接口”默认方法有两个。此时,C若Override m(),可以消去编译错误。

  (4)类C提供自己的方法体时,可以提供自己的代码,也可以指定调用C implements 的直接父接口的默认方法

  小结:多个接口提供默认方法,则“最具体接口”默认方法胜出,但是不得出现多个“最具体接口”。

  情况二:接口IA(或IB1)定义了默认方法m(),类A1相同的方法m(),类C是它们的子类型。

  如果类A1提供了实现,按照a simple rule: “the superclass always wins.”),父类的方法 被调用;

  如果类A1不提供实现,即A1中m()为抽象方法,仍然按照the superclass always wins.类C需要override m(),给出自己的实现。否则,要么 C声明为抽象类,要么编译错误。

  小结:父类有默认方法的等价物,则默认方法如同不存在。

  默认方法是对Java语言的有趣补充 – 你可以把他们看做是lambdas表达式和JDK库之间的桥梁。默认表达式的主要目标是使标准JDK接口得以进化,并且当我们最终开始使用Java 8的lambdas表达式时,提供给我们一个平滑的过渡体验。谁知道呢,也许将来我们会在API设计中看到更多的默认方法的应用。

  http://www.oschina.net/translate/java-8-explained-default-methods