探索Java8——默认方法

什么是默认方法

在传统的Java程序中，实现接口的方式是通过Implements把接口中的每一个方法提供一个实现，或者从父类继承他的实现。
然而，在实际开发过程中，往往需要更新接口，向其中加入新的方法。这样的方式就会出现问题。

Java8引入了一种新的方式——默认方法。这种方式支持声明方法的同时提供实现。通过两种方式可以完成上面加粗的操作，一是通过Static在接口中声明静态方法。而是通过默认方法。

默认方法顾名思义，可以指定接口方法的默认实现，如果不显示地提供该方法的具体实现，就会自动继承默认的实现。这种机制可以平滑的进行接口的优化和演进。

实际上，到目前为止你已经使用了多个默认方法。两个例子就是你前面已经见过的List接口中的sort，以及Collection接口中的stream。

default void sort(Comparator<? super E> c){ 
 	Collections.sort(this, c); 
} 

请注意返回类型之前的新default修饰符。通过它，我们能够知道一个方法是否为默认方法。
这里sort方法调用了Collections.sort方法进行排序操作。

default Stream<E> stream() { 
 	return StreamSupport.stream(spliterator(), false); 
} 

，默认方法的引入就是为了以兼容的方式解决像Java API这样的类库的演进问题的。如下图所示：

不断演进的API

下面，我们将使用一些代码来模拟API的演进。

初始版本API

Resizable接口的最初版本提供了下面这些方法：

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

用户是这样实现的：

public class Ellipse implements Resizable { 
	 ...
} 
public class Rectangle implements Resizable { 
	 ...
} 
public class Square implements Resizable { 
	 ...
} 

他实现了一个处理各种Resizable形状（包括Ellipse）的游戏：

public class Game{ 
	 public static void main(String...args){ 
 		List<Resizable> resizableShapes = 
 			Arrays.asList(new Square(), new Rectangle(), new Ellipse()); 
 		Utils.paint(resizableShapes); 
 } 
} 
public class Utils{ 
 	public static void paint(List<Resizable> l){ 
 		l.forEach(r -> { 
 				r.setAbsoluteSize(42, 42); 
 				r.draw(); 
 }); 
 } 
} 

第二版API

库上线使用几个月之后，你收到很多请求，要求你更新Resizable的实现，让Square、Rectangle以及其他的形状都能支持setRelativeSize方法。

public interface Resizable extends Drawable{ 
 	...
 	//新增方法
 	void setRelativeSize(int wFactor, int hFactor); 
} 

上面这张图，为Resizable接口添加新方法改进API。再次编译应用时会遭遇错误，因为它依赖的Resizable接口发生了变化。

更新已发布API会导致后向兼容性问题。这就是为什么对现存API的演进，比如官方发布的Java Collection API，会给用户带来麻烦。当然，还有其他方式能够实现对API的改进，但是都不是明智的选择。比如，你可以为你的API创建不同的发布版本，同时维护老版本和新版本，但这是非常费时费力的，原因如下。其一，这增加了你作为类库的设计者维护类库的复杂度。其次，类库的用户不得不同时使用一套代码的两个版本，而这会增大内存的消耗，延长程序的载入时间，因为这种方式下项目使用的类文件数量更多了。

这就是默认方法试图解决的问题。它让类库的设计者放心地改进应用程序接口，无需担忧对遗留代码的影响，这是因为实现更新接口的类现在会自动继承一个默认的方法实现。

概述默认方法

默认方法由default修饰符修饰，并像类中声明的其他方法一样包含方法体。

你可以像下面这样在集合库中定义一个名为Sized的接口，在其中定义一个抽象方法size，以及一个默认方法isEmpty：

public interface Sized { 
 	int size(); 
 	default boolean isEmpty() { 
 		return size() == 0; 
 	} 
} 

这样任何一个实现了Sized接口的类都会自动继承isEmpty的实现。因此，向提供了默认实现的接口添加方法就不是源码兼容的。

们回顾一下最初的例子，那个Java画图类库和你的游戏程序。具体来说，为了以兼容的方式改进这个库（即使用该库的用户不需要修改他们实现了Resizable的类），可以使用默认方法，提供setRelativeSize的默认实现：

default void setRelativeSize(int wFactor, int hFactor){ 
 	setAbsoluteSize(getWidth() / wFactor, getHeight() / hFactor); 
}