Java8揭秘(三)Default 方法

时间：2021-12-17 17:18:25

第二章  Default 方法

为什么要有Default方法

在Java8发布之际，有件事情就显得非常重要，即在不破坏java现有实现架构的情况下能往接口里增加新方法。引入Default方法到Java8，正是为了这个目的：优化接口的同时，避免跟现有实现架构的兼容问题。看下面例子：

List<?> list = ...
list.forEach(...);// Lambda code goes here

上面的foreach方法既没有在java.util.List中声明，也没有在java.util.Collection中声明。（如果要使上面代码生效）容易想到的方案是在现有的接口中新增foreach方法，并在JDK中必要的地方实现foreach。然而，一经发布，要想在某个接口中增加方法，而不修改现该接口现有的实现类，这是不可能做到的。

这样，即使我们把Lambda表达式引入到java8中，但是因为不能牺牲向后兼容，而不可以把Lambda表达式和标准集合类库结合使用的话，会真的让人很泄气。

为了解决上述问题，引入了一个新的概念，即虚拟扩展方法（Virtual extension methods），通常也称之为 defender 方法，它目前可以添加到接口中，为声明的方法提供默认的实现。

简单地说，Java接口现在可以有非抽象方法了。Default 方法带来的好处是，往接口新增一个Default 方法，而不破坏现有的实现架构。

尽管如此，Default 方法不适合过多使用，但是对于Java集合API的优化升级，并达到无缝地结合Lambda表达式来说，Default 方法是至关重要的特性。

Default方法入门

让我们从最简单可行的例子开始：下面代码定义了接口A，以及实现了接口A的Clazz类：

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

即使Clazz中没有实现foo(),代码也能编译通过。foo()的默认实现在A接口中给出。

上例的客户端代码如下：

Clazz  clazz= new  Clazz();
clazz.foo();// Calling A.foo()

当大家第一次听说default方法，通常会问：“如果一个类实现了两个接口，而这两个接口中各自定义了一个同名的default方法，会怎么样？”

让我们用上一个例子来解释上述情况，代码如下所示：

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

上面代码编译失败，报错如下：

java: class Clazz inherits unrelated defaults for foo() from types A and B

为了修复错误，在Clazz中，我们手工地覆写掉冲突的方法来处理这个问题，如下所示：

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

可是，如果我们就想调用接口A中默认实现的方法foo()，而不用自己实现的，该怎么办？那就要像下面这样使用A#foo()才行。

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

Default方法的实例可以在JDK8中找到。回到之前集合API的forEach 的例子，我们可以在接口java.lang.Iterable中找到forEach 的默认实现:

@FunctionalInterface  public  interface  Iterable{
    Iterator iterator(); 
 
    default  void  forEach(Consumer<?super T> action){
         Objects.requireNonNull(action);
        for(T t: this){
             action.accept(t);
        }
    }
}

上面的forEach方法使用函数接口java.util.function.Consumer作为参数，该参数使我们能传递一个Lambda表达式或者方法引用到forEach中，如下所示：

List<?> list = ...
list.forEach(System.out::println);

方法调用

我们来看看实际上是如何调用default方法的。

从客户端代码角度来看，default方法只不过都是初始化的抽象方法。因此default方法也叫-虚拟扩展方法。如果出现上例中的那个类，该类实现了带default方法的接口，那么调用default方法的客户端代码会在调用端生成invokeinterface 。如下所示

A  clazz= new  Clazz();
clazz.foo();// invokeinterface foo()
 
Clazz  clazz= new  Clazz();
clazz.foo();// invokevirtual foo()

以防出现上述的default方法冲突问题，所以我们重写那个default方法，并代理两个接口之中某一个的default方法的调用，具体代码请见下面。invokespecial意思是指 我们将调用专门的实现逻辑。

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

下面是javap的输出。

public void foo();
 Code:
  0: aload_0
  1: invokespecial #2    // InterfaceMethodA.foo:()V
  4: return

如上面所示的，invokespecial 指令用来调用接口中定义的方法foo()。这从字节码的角度看也是新东西，因为先前你进行方法调用，仅是通过指向父类的super而不是指向父接口的。

总结

Default方法加入到java中，这是引人关注的事情。Default方法可以认为是Lambda表达式和JDK类库之间的桥梁。引入Default方法的主要目的是为了升级标准JDK接口，另外也是为了我们最终能在Java8中顺畅使用Lambda表达式。

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