Java8接口中的默认方法

2022-11-13 08:18:59

　　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

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