為什么有默認方法?
Java 8 就要來臨,盡管發布期限已經被推遲, 我們仍非常確信在它最終發布的時候會支持lambdas 表達式。 前面提到過,我們之前關于這個主題已經討論了不少,不過,lambdas表達式并不是Java 8中唯一改變的游戲規則。
假設Java 8 已經發布并且包含了lambda。現在你打算用一下lambda,最明顯的應用場景莫過于對collection的每一個元素應用lambda。
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List<?> list = … list.forEach(…); // 這就是lambda代碼 |
在java.util.List或者java.util.Collection接口里都找不到forEach的定義。通常能想到的解決辦法是在JDK里給相關的接口添加新的方法及實現。然而,對于已經發布的版本,是沒法在給接口添加新方法的同時不影響已有的實現。
因此,如果在Java 8里使用lambda的時候,因為向前兼容的原因而不能用于collection庫,那有多糟糕啊。
由于上述原因,引入了一個新的概念。虛擬擴展方法,也即通常說的defender方法, 現在可以將其加入到接口,這樣可以提供聲明的行為的默認實現。
簡單的說,Java的接口現在可以實現方法了。默認方法帶來的好處是可以為接口添加新的默認方法,而不會破壞接口的實現。
在我看來,這并非那種每天都會用到的Java特性,但是它絕對能讓Java的Collections API可以很自然的使用lambda。
最簡單的例子
讓我們看一個最簡單的例子:一個接口A,Clazz類實現了接口A。
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public interface A { default void foo(){ System.out.println( "Calling A.foo()" ); } } public class Clazz implements A { } |
代碼是可以編譯的,即使Clazz類并沒有實現foo()方法。在接口A中提供了foo()方法的默認實現。
使用這個例子的客戶端代碼:
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Clazz clazz = new Clazz(); clazz.foo(); // 調用A.foo() |
多重繼承?
有一個常見的問題:人們會問 當他們第一次聽到關于默認方法的新的特性時 “如果一個類實現了兩個接口,并且兩個接口都用相同的簽名定義了默認方法,這該怎么辦?”讓我們用先前的例子來展示這個解決方案:
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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 { } |
這段代碼不能編譯 有以下原因:
java:class Clazz 從types A到B給foo()繼承了不相關的默認值
為了修復這個,在Clazz里我們不得不手動解決通過重寫沖突的方法:
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public class Clazz implements A, B { public void foo(){} } |
但是如果我們想從接口A中調用默認實現方法foo(),而不是實現我們自己的方法,該怎么辦呢?這是有可能的,引用A中的foo(),如下所示:
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public class Clazz implements A, B { public void foo(){ A. super .foo(); } } |
現在我不能十分確信我喜歡這個最終方案。也許它比在簽名里聲明默認方法的實現更為簡練,正如在默認方法規范的第一手稿里所聲明的:
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public class Clazz implements A, B { public void foo() default A.foo; } |
但是這確實更改了語法,難道不是嗎?它看起來更像一個接口的方法聲明而不是實現。假若接口A和接口B定義了許多相互沖突的默認方法,而我愿意使用所有接口A的默認方法解決沖突,那又如何呢?目前我不得不一個接著一個的解決沖突,改寫每一對沖突的方法。這可能需要大量的工作和書寫大量的模板代碼。
我估計解決沖突的方法需要進行大量的討論,不過看起來創建者決定接受這無法避免的災難。
真實的例子
默認方法實現的真實例子可以在 JDK8早期打的包中找到。回到集合的forEach方法的例子中, 我們可以發現在java.lang.Iterable接口中,它的默認實現如下:
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@FunctionalInterface public interface Iterable<T> { Iterator<T> iterator(); default void forEach(Consumer<? super T> action) { Objects.requireNonNull(action); for (T t : this ) { action.accept(t); } } } |
forEach 使用了一個java.util.function.Consumer功能接口類型的參數,它使得我們可以傳入一個lambda表達式或者一個方法引用,如下:
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List<?> list = … list.forEach(System.out::println); |
方法調用
讓我們看一下實際上是如何調用默認的方法的。如果你不熟悉這個問題,那么你可能有興趣閱讀一下Rebel實驗室有關Java字節的報告。
從客戶端代碼的視角來看,默認的方法僅僅是常見的虛擬方法。因此名字應該是虛擬擴展方法。因此對于把默認方法實現為接口的簡單例子類來說,客戶端代碼將在調用默認方法的地方自動調用接口。
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A clazz = new Clazz(); clazz.foo(); // invokeinterface foo() Clazz clazz = new Clazz(); clazz.foo(); // invokevirtual foo() |
如果默認方法的沖突已經解決,那么當我們修改默認方法并指定調用其中一個接口時候,invokespecial將給我們指定具體調用哪個接口的實現。
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public class Clazz implements A, B { public void foo(){ A. super .foo(); // invokespecial foo() } } |
下面是javap的輸出:
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public void foo(); Code: 0 : aload_0 1 : invokespecial # 2 // InterfaceMethod A.foo:()V 4 : return |
正如你看到的:invokespecial指令用來調用接口方法foo()。從字節碼的視角來看,這仍是新鮮的事情,因為以前你只能通過指向一個類(父類)的而不是指向一個接口的super來調用方法。
最后…
默認方法是對Java語言的有趣補充 – 你可以把他們看做是lambdas表達式和JDK庫之間的橋梁。默認表達式的主要目標是使標準JDK接口得以進化,并且當我們最終開始使用Java 8的lambdas表達式時,提供給我們一個平滑的過渡體驗。誰知道呢,也許將來我們會在API設計中看到更多的默認方法的應用。