Java 9 为什么要在接口中引入 private 方法？

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嗨，你好啊，我是猿java

接口通常是为子类定义一些需要被实现的抽象方法，但是，在 Java 9 及其以后的版本中，允许在接口中定义 private 方法，为什么 Java 会在 接口中引入 private方法，这篇文章，我们将详细探讨其中的缘由。

接口方法改变历史

在 Java 8 之前，接口只能包含抽象方法，这些方法没有实现，并且所有这些方法都是 public 的。此外，接口中还可以包含静态常量（public static final），但不能包含任何实现代码。这种设计主要是为了确保接口仅作为行为规范的定义，而不涉及具体实现。

在 Java 8 中引入了 default methods（默认方法），使得接口可以包含带有默认实现的方法，这一特性使得接口能够进化，而不破坏现有的实现类，从而很优雅的兼容了老版本。

然而，到了 Java 9 ，接口的功能进一步被扩展了，它允许在接口中定义私有方法，但是，私有方法只能在接口内部调用，用于支持默认方法和静态方法的实现，增强了代码的复用性和模块化。

接口中私有方法的定义

在 Java 9 的接口中，私有方法可以分为实例私有方法和静态私有方法两种类型：

  • 实例私有方法：这些方法不能在接口外部调用，只能在接口内部的默认方法或其他私有方法中调用。
  • 静态私有方法：这些方法也是只能在接口内部调用，但它们是静态的，可以在静态上下文中调用。
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public interface InterfacePrivateMethodTest {
    default void defaultMethod() {
        privateMethod();
    }
   
    private void privateMethod() {
        System.out.println("This is a private method.");
    }
    // 实例私有方法
    static void staticMethod() {
        staticPrivateMethod();
    }

    // 一个静态私有方法
    private static void staticPrivateMethod() {
        System.out.println("This is a static private method.");
    }
}

在上述示例中，privateMethod 是一个实例私有方法，而 staticPrivateMethod 是一个静态私有方法。

接口定义私有方法的原因

Java 9 的接口中定义 private 接口，主要有以下 3个原因：

  1. 提高代码复用性
  2. 增强代码可维护性
  3. 保持接口的清晰性

提高代码复用性

私有方法使得接口内部的代码可以在多个默认方法和静态方法之间共享。

例如，如果有多个默认方法需要执行相似的操作，这些操作可以提取到私有方法中，从而避免代码重复。

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public interface InterfacePrivateMethodTest {
    default void defaultMethod1() {
        privateMethod();
        // 其他逻辑
    }

    default void defaultMethod2() {
        privateMethod();
        // 其他逻辑
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("Shared logic between default methods.");
    }
}

在上述示例中，有两个 default 方法：defaultMethod1() 和 defaultMethod2()，它们之间存在共同的逻辑，因此，可以把这部分逻辑抽离成一个公共的 private 方法 privateMethod()。

增强代码可维护性

通过将共享逻辑提取到私有方法中，代码变得更加模块化。如果需要修改共享逻辑，只需修改私有方法，而不必在每个默认方法中进行修改。这不仅减少了代码出错的机会，还提高了代码的可维护性。

保持接口的清晰性

接口的主要职责是定义行为规范，而不是具体的实现。如果在接口中添加大量的默认方法，这些方法可能包含很多重复的实现逻辑，会使接口变得臃肿且难以理解。通过将这些实现逻辑移到私有方法中，可以保持接口的清晰性和简洁性。

接口私有方法的实际场景

构建复杂的默认方法

在实际开发中，默认方法有时需要执行一系列复杂的操作，为了保持代码的可读性和可维护性，可以将这些复杂的操作分解为多个私有方法，并在默认方法中调用它们。

如下代码示例：

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public interface ComplexInterface {
    default void complexDefaultMethod() {
        stepOne();
        stepTwo();
        stepThree();
    }

    private void stepOne() {
       // 逻辑
    }

    private void stepTwo() {
        // 逻辑
    }

    private void stepThree() {
        // 逻辑
    }
}

实现静态工具方法

有时，接口中需要定义一些静态工具方法，这些方法可以被实现类直接调用。通过使用私有静态方法，可以将这些工具方法中的共享逻辑提取出来，提高代码复用性和可维护性。

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public interface UtilityInterface {
    static void utilityMethod1() {
        sharedUtilityLogic();
    }

    static void utilityMethod2() {
        sharedUtilityLogic();
    }

    private static void sharedUtilityLogic() {
        System.out.println("Shared utility logic.");
    }
}

接口私有方法注意事项

访问修饰符的限制

私有方法只能在接口内部调用，不能被接口的实现类或其他类直接访问。这与类中的私有方法类似，确保了方法的封装性和安全性。

接口的设计原则

虽然私有方法增强了接口的功能，但在设计接口时仍应遵循面向接口编程的原则。接口的主要职责是定义行为规范，不应该包含过多的实现逻辑。私有方法应仅用于支持默认方法和静态方法，而不应滥用。

兼容性问题

引入私有方法后，接口的复杂性增加了，可能会影响到现有的代码结构。在引入私有方法之前，应确保其不会破坏现有的实现类或使用者的代码。

总结

Java 9 在接口引入中的私有方法提供了一种有效的手段，使得接口不仅仅是行为规范的定义者，同时也可以包含部分实现逻辑，从而在不破坏现有代码的前提下，实现更为灵活和高效的代码结构。这种特性极大地增强了Java语言的表达能力和开发效率，是现代Java编程中不可或缺的一部分。

最后，通过 Java 接口中方法访问权限的改变，从只有 private 方法到增加了 default 方法，再到增加了 private 方法，我们可以学到两个重要的思想：

  1. 系统需要根据实际业务场景灵活演变；
  2. 做系统设计，没有亘古不变的标准，大半部分时候是实际业务权衡的结果；

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