一文带你认识Java8中接口的默认方法

java8是oracle于2014年3月发布的一个重要版本，其api在现存的接口上引入了非常多的新方法。

例如，java8的list接口新增了sort方法。在java8之前，则每个实现了list接口的类必须定义sort方法的实现，或者从父类中继承它的实现。想象一下，如果list接口的继承体系非常庞杂，那么整个集合框架的维护量有多么大！

为此，在java8中引入了一种新的机制：接口支持申明带实现的方法。

默认方法

前文提到了java8中list接口新增了sort方法，其源码如下：

public interface list<e> extends collection<e> {
    
    // ...其他成员
        
    default void sort(comparator<? super e> c) {
      ...
      ...
    }
}

可以看到，这个新增的sort方法有方法体，由default修饰符修饰，这就是接口的默认方法。

很显然，默认方法不是static的，所以必须由接口的实现类的实例来调用这些默认方法。

下面自定义一个接口，练习使用默认方法。

public interface sized {
    // 普通抽象方法，默认是public abstract修饰的，没有方法体
    int size();

    /*
     * 默认方法，有方法体
     * 任何一个实现了sized接口的类都会向动继承isempty的实现
     */
    default boolean isempty() {
        return this.size() == 0;
    }
}

其实，随着jdk版本的不断升级，api在不断演进，默认方法在java8的api中已经大量地使用了，上面list接口中的sort方法就是其中一个。

和抽象类的区别

有同学可能发现了，java8中加入了默认方法的接口，这不就是以前的抽象类吗？其实，两者还是有区别的。

• 一个类只能继承一个抽象类；但是一个类可以实现多个接口。
• 抽象类有实例变量，而接口只能有类变量

解决冲突

我们知道java语言中一个类只能继承一个父类，但是一个类可以实现多个接口。随着默认方法在java8中的引入，有可能出现一个类继承了多个签名一样的方法。这种情况下，类会选择使用哪一个函数呢？

为解决这种多继承关系，java8提供了下面三条规则：

1. 类中的方法优先级最高，类或父类中声明的方法的优先级高于任何声明为默认方法的优先级。
2. 如果第一条无法判断，那么子接口的优先级更高：方法签名相同时，优先选择拥有最具体实现的默认方法的接口， 即如果b继承了a，那么b就比a更加具体。
3. 最后，如果还是无法判断，继承了多个接口的类必须通过显式覆盖和调用期望的方法， 显式地选择使用哪一个默认方法的实现。

让我们一起看几个例子 。

场景1：

public interface a {
    default void hello() {
        system.out.println("hello from a");
    }
}

public interface b extends a {
    default void hello() {
        system.out.println("hello from b");
    }
}

public class c implements a, b {
    public static void main(string[] args) {
        new c().hello();
    }
}

如图1，是这个场景的uml图。

我们对照上面三条规则来看，类c中main()方法会输出什么？

1. 规则(1))不满足。
2. 因为b继承了a，所以b比a更具体，所以应该选择b的hello()方法。所以，程序会打印输出"hello from b"。

场景2：

如果c像下面这样继承了d，会怎么样？

public class d implements a {

}

public class c extends d implements a, b {
    public static void main(string[] args) {
        new c().hello();
    }
}

如图2，是这个场景的uml图。

同样，我们对照着三条规则来看：

1. c虽然继承了d，但d中未覆盖a的默认方法。
2. 接着，编译器会在a和b中做选择，由于b更具体，所以，程序会打印输出"hello from b"。

场景3：

将上面的d稍作修改：

public class d implements a {
    public void hello() {
        system.out.println("hello from d");
    }
}

结果又如何？

由于依据规则(1)，父类中声明的方法具有更高的优先级，所以程序会打印输出"hello from d"。

场景4：

假设现在b不在继承a：

public interface a {
    default void hello() {
        system.out.println("hello from a");
    }
}

public interface b {
    default void hello() {
        system.out.println("hello from b");
    }
}

public class c implements a, b {
    public static void main(string[] args) {
        new c().hello();
    }
}

如图3，是这个场景的uml图。

此时，由于编译器无法识别a还是b的实现更加具体，所以会抛出编译错误：”c inherits unrelated defaults for hello() from types a and b“。

像这种场景要解决冲突，可以在c中覆盖hello()方法并在方法内显示的选择调用a还是b的方法。

调用方式如下：

public class c extends d implements a, b {
    public void hello() {
        // 显式地选择调用接口b中的方法
        // 同理，要调用接口a中的方法，可以这样：a.super.hello()
        b.super.hello();
    }

    public static void main(string[] args) {
        // 输出 hello from b
        new c().hello();
    }
}

场景5：

public interface a {
    default void hello() {
        system.out.println("hello from a");
    }
}

public interface b extends a{

}

public interface c extends a{

}

public class d implements b, c {
    public void hello() {
        new d().hello();
    }
}

此时，只有一个方法申明可以选择，所以程序会输出"hello from a"。

end