Java专家之路-- 面向对象的基础概念和原理，使用回调机制实现对象之间通信

Posted 2022-12-11 独孤文彬

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java专家之路-- 面向对象的基础概念和原理，使用回调机制实现对象之间通信相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

基础概念理解：
对于回调进行定义：
回调原理和机制：
为什么需要它？（应用场景）
如何实现回调？
附：
- 参考文章

基础概念理解：

什么叫对象间的通信？

通俗来讲，就是a 对象调用 b 对象的方法（接口）

界定范围：哪些对象的通信？

本地：在同一个jvm内，称为本地对象的方法、接口调用
远程：在不同的jvm中，称为远程的方法、接口调用

对象间通信的方式：

同步：单向，阻塞式的调用
回调：双向（分阻塞、非阻塞两种）
异步：双向，且非阻塞。所以，由此可见，回调和异步通常是成对出现。回调是异步的基础，异步是回调的一种表现形式。

对于回调进行定义：

在计算机程序设计中，回调函数，或简称回调（Callback 即call then back 被主函数调用运算后会返回主函数），是指通过函数参数传递到其它代码的，某一块可执行代码的引用。这一设计允许了底层代码调用在高层定义的子程序。

常见的一些对于回调的偏见或者错误认知

以偏概全：
例一：GUI编程中，一个按钮被点击之后要做点事情，大家可以注册个ActionListener上去监听点击事件，在点击时被调用，这就是一个回调。
例二：例如说java.util.Collections.sort(List, Comparator)，这个sort()方法就定义了一个流程实现排序，而具体的顺序则由传入的Comparator参数来确定——这就是回调。

其实，上面两个例子，都没有错。但是，都发生了以偏概全的错误定义。

望文生义：

混淆概念：
当遇到一些IO或者延迟等需要耗用时间的操作，我们一般采用回调的方式来完成。就是你委托JVM或者操作系统做一些事情，他们做好了，就会回调你的方法让你去处理。

小结：那么如何全面认知一个概念，或者说如何科学地给一个概念下定义呢？一般来说，我们定义一个概念，从内涵和外延两个方面进行说明。

内涵（本质）

就是一个可执行代码块的引用，或者说内存地址，或者说是指针，其实都是一回事儿。
（备注：可执行代码块，它有很多别名，例如: 函数/方法/过程/事件对象/委托，这些概念其实都是一回事儿）

外延（相关的概念，延伸的意义）

1、回调和相关设计模式（观察者、访问者、……）的关系：
模式，是通过接口回调的方法实现的，即它是一种回调的体现。
而回调，本身是一种原理，机制。而非具体的实现。

2、与异步同步的关系：回调分为异步的回调、同步的回调。经常和异步成对出现。

3、和事件驱动（event、listener）的关系：回调，是事件驱动编程的实现的基础原理。委托是c#中的概念，其实和匿名函数、java中的函数式接口、接口回调是同一个概念的不同表达形式。他们都是用来实现事件驱动编程（控制框架）的核心。

4、和javaEE的web编程servlet中filter技术的关系：filter技术是回调机制的具体应用场景之一，filter核心技术：基于回调、责任链模式

5、回调和闭包的关系。

回调函数：
这一般是在C语言中这么称呼，对于定义一个函数，但是并不由自己去调用，而是由被调用者间接调用，都可以叫回调函数。本质上，回调函数和一般的函数没有什么区别，也许只是因为我们定义了一个函数，却从来没有直接调用它，这一点很奇怪，所以有人发明了回调函数这个词来统称这种间接的调用关系。

在包括C#在内的很多高级语言中，我们有其它更具体的名词来称呼它，比如事件处理函数，委托，匿名委托，匿名函数，Lambda表达式，所以很少直接称呼某个函数为回调函数，除非是编写和C打交道的程序。

闭包：
在一些语言中，在函数中可以（嵌套）定义另一个函数时，如果内部的函数引用了外部的函数的变量，则可能产生闭包。闭包可以用来在一个函数与一组“私有”变量之间创建关联关系。在给定函数被多次调用的过程中，这些私有变量能够保持其持久。

小结：
回调虽然和闭包是在实现上和功能上类似，但是，闭包我们知道了，更倾向于拓宽变量的作用域或类似接口封装

我们可以在回调函数中做任何我们可以做的事情，这当然也就包括访问我们自己的变量（从而达到和闭包一样的效果）

分类

同步和异步（阻塞、非阻塞）：

阻塞式回调里，回调函数的调用一定发生在起始函数返回之前；

而延迟式回调里，回调函数的调用有可能是在起始函数返回之后

推模式、拉模式（被动推、主动拉）：

推模式的是指，被调用方主动将其地址推送给调用者。
示例代码：

//接口：

public interface GasListener

    public void offerGas(String msg);

//接口实现的甲方：
public class GasCompany implements GasListener
    
    public void advertiseTo(IndoorsMan man)
    
        System.out.println("煤气公司：这是我们的联系方式，欢迎来电！");
        man.setListener(this);
    
    @Override
    public void offerGas(String msg)
    
        System.out.println("煤气公司接收的订单："+msg);
    

//调用者： 
public class IndoorsMan 

    GasListener gListener;
    public void prepareCook()
    
        System.out.println("宅男：准备下厨做几个花式大菜！");
        System.out.println("宅男：进厨房，烧菜...");
        System.out.println("宅男：刚开火，就发现煤气不足，没办法，只能打电话叫煤气。");
        gListener.offerGas("宅男：送一瓶煤气过来!");
        
    public void setListener(GasListener gListener)
    
        this.gListener = gListener;
    

测试： 
public class Test

    public static void main(String[] args)
    
        IndoorsMan man = new IndoorsMan();
        GasCompany company = new GasCompany();
        
        company.advertiseTo(man);
        man.prepareCook();

主动拉模式：调用者自己主动获取甲方的信息。
示例代码：

public class IndoorsMan 

    GasListener gListener;
    public void prepareCook()
    
        System.out.println("宅男：准备下厨做几个花式大菜！");
        System.out.println("宅男：进厨房，烧菜...");
        System.out.println("宅男：刚开火，就发现煤气不足，没办法，只能打电话叫煤气。");
        gListener.offerGas("宅男：送一瓶煤气过来!");
        
    public void setListener(GasListener gListener)
    
        this.gListener = gListener;
    
    public void configureGas()
    
        // 主动获取甲方信息
        setListener(new GasListener()
                    
            @Override
            public void offerGas(String msg)
            
                System.out.println("下单内容："+msg);
            
        );
        

//测试
public class Test

    public static void main(String[] args)
    
        IndoorsMan man = new IndoorsMan();
        man.configureGas();
        man.prepareCook();

扩展认知

异曲同工之妙的技术：代理、反射。（aop、interceptor）
利用代理和反射，也能实现另类的回调。因此我们可以说，在代理和反射中，也应用到了回调机制。

回调原理和机制：

为什么需要它？（应用场景）

1、灵活、扩展、解耦：

为了使我们写的函数接近完美，就把一部分功能外包给别人，让别人个性化定制，至于别人怎么实现不管，我唯一要做的就是定义好相关接口，把调用者与被调用者分开，所以调用者不关心谁是被调用者（解耦）。这一设计允许了底层代码调用高层定义的子程序（IoC控制反转），增强程序灵活性，和反射有着异曲同工之妙。也满足和实现**好莱坞原则（don’t call me，i will call you !）
2、回调可用于通知机制
事件驱动的GUI程序，交互式的界面开发、组件开发等。
例如：GUI编程中，一个按钮被点击之后要做点事情，大家可以注册个ActionListener上去监听点击事件，在点击时被调用，这就是一个异步回调。
3、Windows平台的消息机制
4、异步的接口调用（Ajax技术、远程调用等）
5、Servlet中的Filter(过滤器)是基于回调函数，需容器支持。
6、深入学习和理解框架的必备基础。
各种框架中广泛应用回调接口来支持扩展、解耦、自动化控制处理等操作，例如：Springmvc、Spring、structs、JSF等

如何实现回调？

其他语言或者平台

C、C++和Pascal：
允许将函数指针作为参数传递给其它函数。其它语言，例如javascript，Python，Perl[1][2]和php，允许简单的将函数名作为参数传递。

Objective-C
中允许利用@selector关键字传递SEL类型的函数名。在实现中，SEL类型被定义为函数名字符串。

在类似于C#与VB.NET的运用.NET Framework的语言中
，提供了一种型别安全的引用封装，所谓的’委托’，用来定义包含类型的函数指针，可以用于实现回调。

.NET语言
中用到的事件与事件处理函数提供了用于回调的通用语法。

函数式编程语言
通常支持第一级函数，可以作为回调传递给其它函数，也可以作为数据类型存储或是返回给其它函数。

某些语言，比如Algol 68，Perl，新版本的.NET语言以及多数函数式编程语言中
允许使用匿名的代码块（lambda表达式），用以代替在别处定义的独立的回调函数。

在Apple或是LLVM的C语言扩展中，包含称为块的语言特性，可以作为函数的参数传递，作为回调的一种实现。

在缺少函数类型的参数的面向对象的程序语言中（备注：java8 以后支持了函数式编程，引入了lambda表达式、函数式接口），例如Java，回调可以用传递抽象类或接口来模拟。回调的接收者会调用抽象类或接口的方法，这些方法由调用者提供实现。这样的对象通常是一些回调函数的集合，同时可能包含它所需要的数据。这种方法在实现某些设计模式时比较有用，例如访问者模式，观察者模式与策略模式。

C++
允许对象提供其自己的函数调用操作的实现，即重载operator()。标准模板库和函数指针一样接受这类对象（称为函数对象）作为各种算法的参数。