為什么有默認方法?

Java 8 就要來臨，盡管發(fā)布期限已經(jīng)被推遲, 我們?nèi)苑浅４_信在它最終發(fā)布的時候會支持lambdas 表達式。 前面提到過，我們之前關(guān)于這個主題已經(jīng)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(guī)則。

假設(shè)Java 8 已經(jīng)發(fā)布并且包含了lambda?，F(xiàn)在你打算用一下lambda，最明顯的應(yīng)用場景莫過于對collection的每一個元素應(yīng)用lambda。
 

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(guān)的接口添加新的方法及實現(xiàn)。然而，對于已經(jīng)發(fā)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(xiàn)。

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(xiàn)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(xiàn)。

簡單的說，Java的接口現(xiàn)在可以實現(xiàn)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(xiàn)。

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(xiàn)了接口A。
 

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(xiàn)foo()方法。在接口A中提供了foo()方法的默認實現(xiàn)。

使用這個例子的客戶端代碼：
 

Clazz clazz = new Clazz();
clazz.foo(); // 調(diào)用A.foo()

多重繼承？

有一個常見的問題：人們會問 當(dāng)他們第一次聽到關(guān)于默認方法的新的特性時 “如果一個類實現(xiàn)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：
 

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(guān)的默認值

為了修復(fù)這個，在Clazz里我們不得不手動解決通過重寫沖突的方法：
 

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

但是如果我們想從接口A中調(diào)用默認實現(xiàn)方法foo()，而不是實現(xiàn)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：
 

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

現(xiàn)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(xiàn)更為簡練，正如在默認方法規(guī)范的第一手稿里所聲明的：
 

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(xiàn)。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(chuàng)建者決定接受這無法避免的災(zāi)難。

真實的例子

默認方法實現(xiàn)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(fā)現(xiàn)在java.lang.Iterable接口中，它的默認實現(xiàn)如下:
 

@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(shù)，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:
 

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

方法調(diào)用
讓我們看一下實際上是如何調(diào)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(guān)Java字節(jié)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(yīng)該是虛擬擴展方法。因此對于把默認方法實現(xiàn)為接口的簡單例子類來說，客戶端代碼將在調(diào)用默認方法的地方自動調(diào)用接口。
 

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(jīng)解決，那么當(dāng)我們修改默認方法并指定調(diào)用其中一個接口時候，invokespecial將給我們指定具體調(diào)用哪個接口的實現(xiàn)。
 

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

下面是javap的輸出：

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(diào)用接口方法foo()。從字節(jié)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(diào)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(dāng)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(shè)計中看到更多的默認方法的應(yīng)用。

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