默認(rèn)方法，真香，開(kāi)動(dòng)！接口？我要升級(jí)?。?/font>

作者：xcbeyond
瘋狂源自夢(mèng)想，技術(shù)成就輝煌！微信公眾號(hào)：《程序猿技術(shù)大咖》號(hào)主，專(zhuān)注后端開(kāi)發(fā)多年，擁有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，樂(lè)于技術(shù)輸出、分享，現(xiàn)階段從事微服務(wù)架構(gòu)項(xiàng)目的研發(fā)工作，涉及架構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)選型、業(yè)務(wù)研發(fā)等工作。對(duì)于Java、微服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、Docker有深入了解，并有大量的調(diào)優(yōu)經(jīng)驗(yàn)。

一、接口可以升級(jí)嗎？
在《Java編程思想·第4版》一書(shū)中提到：

interface這個(gè)關(guān)鍵字產(chǎn)生一個(gè)完全抽象的類(lèi)，它根本就沒(méi)有提供任何具體的實(shí)現(xiàn)。它允許創(chuàng)建者確定方法名、參數(shù)列表和返回類(lèi)型，但是沒(méi)有任何方法體。接口只提供了形式，而未提供任何具體實(shí)現(xiàn)。

我們?cè)贘ava入門(mén)學(xué)習(xí)時(shí)，也知道接口只提供方法的聲明，具體實(shí)現(xiàn)必須在對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類(lèi)中實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)接口的類(lèi)必須為接口中定義的每個(gè)方法提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)，否則就連編譯都無(wú)法通過(guò)。

隨著之前定義的接口，被廣泛實(shí)現(xiàn)使用，一旦需要升級(jí)接口，在接口中新增方法，將不得不通知所有實(shí)現(xiàn)類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)該新增方法。想象一下，你作為一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)者，愿意莫名其妙的來(lái)實(shí)現(xiàn)一些自己壓根就沒(méi)用的方法么？這簡(jiǎn)直就會(huì)讓人抓狂、瘋掉！難道就沒(méi)有解決辦法了么？

且慢，其實(shí)你不必抓狂。JDK1.8的出現(xiàn)，解決了這些問(wèn)題，從中引入了一種新的機(jī)制。JDK1.8中的接口支持在聲明方法的同時(shí)提供實(shí)現(xiàn)，通過(guò)兩種方式可以完成這種操作：

JDK1.8允許在接口內(nèi)聲明靜態(tài)方法。
JDK1.8引入了一個(gè)新功能，叫默認(rèn)方法，通過(guò)默認(rèn)方法可以指定接口方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。
換句話(huà)說(shuō)，接口中能夠提供方法的具體實(shí)現(xiàn)。因此，實(shí)現(xiàn)接口的類(lèi)如果不顯示提供該方法的具體實(shí)現(xiàn)，就會(huì)自動(dòng)繼承默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。

默認(rèn)方法的出現(xiàn)可以使你輕松、平滑地進(jìn)行接口的優(yōu)化、升級(jí)。

實(shí)際上，從你使用JDK1.8開(kāi)始就已經(jīng)使用了多個(gè)默認(rèn)方法，比如List接口中的sort方法、以及Collection接口中的Stream。

public interface List<E> extends Collection<E> {
    ……
    default void sort(Comparator<? super E> c) {
        Object[] a = this.toArray();
        Arrays.sort(a, (Comparator) c);
        ListIterator<E> i = this.listIterator();
        for (Object e : a) {
            i.next();
            i.set((E) e);
        }
    }
    ……
}


可以看到，這個(gè)新增的sort方法有方法體，由default修飾符修飾，這就是接口的默認(rèn)方法。

太開(kāi)心了，在JDK1.8之后，接口居然可以這么輕松升級(jí)啦。

二、接口如何升級(jí)呢？
假如在一個(gè)繪圖庫(kù)中，存在一個(gè)接口Resizable，它定義了一個(gè)簡(jiǎn)單的可縮放形狀必須支持的很多方法， 比如：setHeight、setWidth、getHeight、getWidth等。

此外，你還提供了幾個(gè)額外的實(shí)現(xiàn)，如正方形、長(zhǎng)方形。由于你的庫(kù)非常流行，被廣為流傳，你的一些用戶(hù)使用Resizable接口，創(chuàng)建了他們自己感興趣的實(shí)現(xiàn)，比如橢圓。

接口Resizable如下：

public interface Resizable { 
     int getWidth(); 
     int getHeight(); 
     void setWidth(int width); 
     void setHeight(int height); 
     void setAbsoluteSize(int width, int height);
}

你的一位鐵桿用戶(hù)根據(jù)自身的需求實(shí)現(xiàn)了Resizable接口，創(chuàng)建了Ellipse類(lèi)：

public class Ellipse implements Resizable { 
     … 
}

他實(shí)現(xiàn)了一個(gè)處理各種Resizable形狀（包括Ellipse）的游戲：
 

庫(kù)上線(xiàn)使用幾個(gè)月之后，你收到很多請(qǐng)求，要求你更新Resizable的實(shí)現(xiàn)，讓Square、Rectangle以及其他的形狀都能支持setRelativeSize方法。為了滿(mǎn)足這些新的需求，你不得不來(lái)升級(jí)你接口。

如果直接在接口Resizable中，新增setRelativeSize方法：

public interface Resizable { 
     int getWidth(); 
     int getHeight(); 
     void setWidth(int width); 
     void setHeight(int height);
     void setAbsoluteSize(int width, int height);
     // 新增方法
     void setRelativeSize(int wFactor, int hFactor);
}

將會(huì)導(dǎo)致一系列的問(wèn)題，不得不要求接口的實(shí)現(xiàn)者(庫(kù)用戶(hù))強(qiáng)制來(lái)添加setAbsoluteSize方法的實(shí)現(xiàn)，這肯定是不太現(xiàn)實(shí)的升級(jí)方法。

這時(shí)，我們想到了默認(rèn)方法，便可以解決上面這種問(wèn)題。不但滿(mǎn)足了新用戶(hù)的需求，而且也兼容了老用戶(hù)。






public interface Resizable { 
     int getWidth(); 
     int getHeight(); 
     void setWidth(int width); 
     void setHeight(int height);
     void setAbsoluteSize(int width, int height);
     // 新增方法setRelativeSize，即：采用默認(rèn)方法
     default void setRelativeSize(int wFactor, int hFactor){ 
         setAbsoluteSize(getWidth() / wFactor, getHeight() / hFactor); 
    }
}

如果用戶(hù)對(duì)方法setRelativeSize的功能有新的想法，自己完全也可以重寫(xiě)該方法。

完美，至此升級(jí)完成！

三、默認(rèn)方法的妙用
默認(rèn)方法的引入就是為了以兼容的方式解決像 Java API這樣的類(lèi)庫(kù)的演進(jìn)問(wèn)題的，如下圖所示：
 

簡(jiǎn)而言之，升級(jí)接口中的方法是諸多問(wèn)題的罪惡之源；一旦接口發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)這些接口的類(lèi)往往也需要更新，提供新添方法的實(shí)現(xiàn)才能適配接口的變化。

現(xiàn)在你已經(jīng)了解了默認(rèn)方法是怎樣以兼容的方式來(lái)升級(jí)接口。除了上面的使用場(chǎng)景，還有其他場(chǎng)景也能利用這個(gè)新特性嗎？當(dāng)然有，你可以創(chuàng)建自己的接口，并為其提供默認(rèn)方法。接下來(lái)，就介紹使用默認(rèn)方法的兩種場(chǎng)景：

可選方法

多繼承

1. 可選方法
你很可能也碰到過(guò)這種情況，類(lèi)實(shí)現(xiàn)了接口，不過(guò)卻刻意地將一些方法的實(shí)現(xiàn)留白。我們以Iterator接口為例來(lái)說(shuō)。Iterator接口定義了hasNext、next，還定義了remove方法。

Java 8之前，由于用戶(hù)通常不會(huì)使用該方法，remove方法常被忽略。因此，實(shí)現(xiàn)Interator接口的類(lèi)通常會(huì)為remove方法放置一個(gè)空的實(shí)現(xiàn)，這些都是些毫無(wú)用處的模板代碼。

采用默認(rèn)方法之后，你可以為這種類(lèi)型的方法提供一個(gè)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)，這樣實(shí)體類(lèi)就無(wú)需在自己的實(shí)現(xiàn)中顯式地提供一個(gè)空方法。比如，在Java 8中，Iterator接口就為remove方法提供了一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，如下所示：

interface Iterator<T> { 
     boolean hasNext(); 
     T next(); 
     default void remove() { 
         throw new UnsupportedOperationException(); 
     } 
}

通過(guò)這種方式，你可以減少無(wú)效的模板代碼。實(shí)現(xiàn)Iterator接口的每一個(gè)類(lèi)都不需要再聲明一個(gè)空的remove方法了，因?yàn)樗F(xiàn)在已經(jīng)有一個(gè)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。

2. 多繼承
默認(rèn)方法讓之前無(wú)法想象的事兒以一種優(yōu)雅的方式得以實(shí)現(xiàn)，即多繼承。這是一種讓類(lèi)從多個(gè)來(lái)源重用代碼的能力，如圖下圖：
 

看到這里，不要誤認(rèn)為Java是支持多繼承的哦。切記：“Java的類(lèi)只能繼承單一的類(lèi)，但是一個(gè)類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)多接口?！?/p>

比如，我們?cè)O(shè)計(jì)一款游戲，需要定義多個(gè)具有不同特質(zhì)的性質(zhì)。有的形狀需要調(diào)整大小，但是不需要有旋轉(zhuǎn)的功能；有的需要能旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，但是不需要調(diào)整大小。我們可以如何設(shè)計(jì)呢？這里就可以用到默認(rèn)方法了。

定義一個(gè)可旋轉(zhuǎn)接口，并提供旋轉(zhuǎn)的默認(rèn)方法：

public interface Rotatable {     
    void setRotationAngle(int angleInDegrees);     
    int getRotationAngle();
    // 旋轉(zhuǎn)方法
    default void rotateBy(int angleInDegrees){           
        setRotationAngle((getRotationAngle () + angle) % 360);     
    } 
}

定義一個(gè)可移動(dòng)接口，并提供移動(dòng)的默認(rèn)方法：

public interface Moveable {     
    int getX();     
    int getY();     
    void setX(int x);     
    void setY(int y); 
    // 移動(dòng)方法
    default void moveHorizontally(int distance){        
         setX(getX() + distance);    
    } 
    default void moveVertically(int distance){         
        setY(getY() + distance);     
    } 
 } 

定義一個(gè)可改變大小接口，并提供改變大小的默認(rèn)方法：

public interface Resizable {     
    int getWidth();     
    int getHeight();     
    void setWidth(int width);     
    void setHeight(int height);     
    void setAbsoluteSize(int width, int height); 
    default void setRelativeSize(int wFactor, int hFactor){         
        setAbsoluteSize(getWidth() / wFactor, getHeight() / hFactor);     
    }
} 

現(xiàn)在，可以為游戲創(chuàng)建不同的實(shí)體類(lèi)，比如Monster可以移動(dòng)、 旋轉(zhuǎn)和縮放。

public class Monster implements Rotatable, Moveable, Resizable { 
    //... 只需要給出所有抽象方法的實(shí)現(xiàn)，不需要重復(fù)實(shí)現(xiàn)默認(rèn)方法
 } 

Monster繼承了rotateBy、moveHorizontally、moveVertically和setRelativeSize的實(shí)現(xiàn)。我們也可以直接調(diào)用不同的方法：

Monster m = new Monster(); 
//調(diào)用由Rotatable中繼承而來(lái)的rotateBy 
m.rotateBy(180);  
//調(diào)用由Moveable中繼承而來(lái)的moveVertically 
m.moveVertically(10); 

假設(shè)你現(xiàn)在需要聲明另一個(gè)類(lèi)，它要能移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，但是不能縮放，比如說(shuō)Sun。這時(shí)也無(wú)需復(fù)制粘貼代碼，你可以像下面這樣復(fù)用Moveable和Rotatable接口的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。

public class Sun implements Moveable, Rotatable {
    …  
} 

四、總結(jié)
通過(guò)本篇文章，認(rèn)識(shí)了Java8新引入的默認(rèn)方法，也通過(guò)實(shí)例看到了這種默認(rèn)方法帶來(lái)的靈活性，更能夠輕松升級(jí)接口中的方法，所以此后若在項(xiàng)目中，需要對(duì)接口進(jìn)行改動(dòng)，也可以想想是否可以使用默認(rèn)方法。