Java 8默認方法會破壞你的（用戶的）代碼

Java 8的默認方法試圖嘗試更進一步簡化Java API。不幸的是，這一最近的語言擴展帶來了一系列復雜的規則，但只有少部分Java開發者意識到這一點。這篇文章告訴你為什么引入默認方法會破壞你的（用戶的）代碼。

起初看來，默認方法給Java虛擬機的指令集帶來了很多新的特性。最終，開發庫的人能夠在不帶來客戶端代碼的兼容性問題的情況下，升級API。使用默認方法，任何實現庫接口的類都自動適應接口引入的默認方法。一旦用戶更新了他實現的類，就能夠很簡單使用更有意義的方法來覆蓋原有默認方法。更好的是，用戶可以在覆蓋方法時候，調用接口的默認實現，同時增加業務邏輯。

到現在為止，一切都是很好。但是，在創建接口的時候增加默認方法可能使得Java代碼不兼容。這個從下面的例子可以很容易弄明白。我們假設一個庫需要它的一個接口的作為輸入：

interface SimpleInput {
  void foo();
  void bar();
}

abstract class SimpleInputAdapter implements SimpleInput {
  @Override
  public void bar() {
    // some default behavior ...
  }
}

Java 8之前，類似于上面聯合使用一個接口和一個適配器類的方式，是Java程序語言中一種非常常用的設計模式。該適配器通常由庫提供者提供，用于節省庫的使用者的某些操作。但是，如果采用接口的方式提供，就類似允許多重繼承了。

我們進一步假設一個用戶使用了如下的適配器：

class MyInput extends SimpleInputAdapter {
  @Override
  public void foo() {
    // do something ...
  }
  @Override
  public void bar() {
    super.bar();
    // do something additionally ...
  }
}

通過這種實現方式，我們最終可以和庫進行交互。注意我們是怎樣覆蓋bar方法，并為默認的實現增加額外的功能的。

如果將該庫移植到Java 8，將會發生什么呢？首先，該庫很大可能性會廢棄適配器類，而使用默認方法提供該功能。最終，該接口的形式類似如下所示：

interface SimpleInput {
  void foo();
  default void bar() {
    // some default behavior
  }
}

使用這個新的接口，用戶可以更新他的代碼，采用默認方法來代替原來的適配器類。通過使用接口代替適配器類的最好的結果是，該類可以繼承（extend）其它的類，而不是特定的適配器。現在我們進行實踐，移植MyInput類使其使用默認方法。因為我們現在能繼承其它類了，所以我們繼承一個第三方的基礎類。我們這里不需要關心這個基礎類的作用，我們可以假設這個對我們的功能是有意義的。

class MyInput extends ThirdPartyBaseClass implements SimpleInput {
  @Override
  public void foo() {
    // do something ...
  }
  @Override
  public void bar() {
    SimpleInput.super.bar();
    // do something additionally ... 
  }
}

為了實現原始類相似的功能，我們使用Java 8的新的語法來調用指定接口的默認方法。同時，將我們方法中的一些邏輯移到基礎類中去。此時，你可能拍著我的肩膀說，這是一次非常好的重構！

我們相當成功的使用了該庫。但是，維護人員需要增加另一個接口來提供更多的功能。該接口被 ComplexInput 接口所代替，這個接口繼承自 SimpleInput 接口，并增加了新的方法。因為默認方法通常來說是可以很安全的添加的，因此，維護人員覆蓋了 SimpleInput 的默認方法，提供了一個更好的默認方法。畢竟，這對于采用適配器類的方式來說是很平常的事情。

interface ComplexInput extends SimpleInput {
  void qux();
  @Override
  default void bar() {
    SimpleInput.super.bar(); 
    // so complex, we need to do more ...
  }
}

新的特性帶來了非常好的效果以至于維護 ThirdPartyBaseClass 的人也決定依賴該庫。為了完成這項工作，它在 ThirdPartyLibrary 中實現了 ComplexInput 接口。

但是這對 MyInput 類來說意味著什么呢？為了隱式的實現 ComplexInput 接口，可繼承 ThirdPartyBaseClass 類，但是調用 SimpleInput 的默認方法突然變成非法的了。結果，用戶的代碼不能通過編譯。現在這種調用是被禁止的，因為Java認為這種在非直接子類中調用父類的父類的方法是非法的。你只能在 ComplexInput 中去調用該默認方法，但是，這要求你顯示的在MyInput中實現該接口。對于庫的用戶來說，這種改變不是所預期的！

更奇怪的是，Java運行時卻不做這種限制。JVM的校驗器是允許一個編譯好的類去調用 SimpleInput::foo 方法的，即使該類是通過繼承更新后的 ThirdPartyBaseClass，從而隱式的實現了ComplexClass。這種限制只存在于編譯器中。

我們從這里能學到什么東西呢？簡單的說，確保不要在一個接口中覆蓋另一個接口的默認方法，既不要用默認方法覆蓋，也不要用抽象方法覆蓋。總的來說，請謹慎使用默認方法。即使它使得Java的集合接口API輕易的發生了革命性的變化，但本質上講，這種繼承層級之間的方法調用，增加系統的復雜性。而在Java 7之前，你只需要沿著線性的類層級去查找真正調用的代碼。只有當你覺得非常有必要的時候才去增加這種復雜性。