Java访问修饰符的正确使用方式（备战2022春招或暑期实习，每天进步一点点，打卡100天，Day6）

Posted 2021-12-04 李子捌

•  备战2022春招或暑期实习，祝大家每天进步亿点点！Day6
• 本篇总结的是 《Java访问修饰符的正确使用方式》，后续会每日更新~
• 关于《Redis入门到精通》、《并发编程》等知识点可以参考我的往期博客：《Redis从入门到精通》系列 《并发编程》系列
• 相信自己，越活越坚强，活着就该逢山开路，遇水架桥！生活，你给我压力，我还你奇迹！

1、简介

访问修饰符是Java语法中很基础的一部分，但是能正确的使用Java访问修饰符的程序员只在少数。在Java组件开发中，如果能够恰到好处的使用访问修饰符，就能很好的隐藏组件内部数据和不必公布的实现细节，从而把组件API和实现细节隔离；正确的使用访问修饰符开发的Java组件，在组件与组件的调用和依赖过程中，也能很好的解耦程序，以至于整个组件能够持续开发、持续测试、持续更新。
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小捌温馨总结：

1. 通过限制访问范围达到信息隐藏或封装的效果，保证程序实现细节的安全
2. 解耦组件，使得组件之间的耦合关系降低，从而能够低成本、低风险（不影响其他组件）的迭代

2、访问修饰符

Java语法提供了四种级别的访问修饰符，作用于域、方法、类、接口，它们的可访问性如下所示：

访问修饰符	名称	访问性
private	私有的	声明该成员的类才可以访问。注意：顶层类不能被private和protected修饰，内部类可以
default/package-private	包级私有的	声明该成员的类同一包下的任何类均可以访问
protected	受保护的	声明该成员的类同一包下、子类可以访问
public	共有的	任何地方均可访问

注意：private和default并不是绝对安全，如果类实现了Serializable，这些被private和defaulte修饰的域同一可能被导出；其次反射也是可以跨过访问修饰符的限制。

3、原则

Java访问修饰符使用的原则非常简单：在实现Java组件的过程中，保证组件功能一致的同时，尽可能让类、类成员不被外界访问。
这一条规则看似非常简单，但是往往给让程序员产生一种误导，他把类所有的方法和属性都不假思索的设置为private。这会导致一个什么问题呢？在组件对外公布的时候或者迭代更新的时候，需要不断的颠覆以前的设计，把更多的API对外公出来，但是总的来说这也好过把类中所有成员都用public修饰，这种方式是完全不能接收的，兄弟们。
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那问题来了，具体应该怎么搞呢？
其实小捌觉得只需要明白三个点，因为访问修饰符作用于类、方法、属性；所以针对如下三者分析它们应该怎么选择访问修饰符。
对于类来说有如下规则：

1. 接口没得选，默认就是public
2. 顶层普通类，我们可以选择public和default，此时应该着重考虑这个顶层类是否只是在当前包中提供的抽象，如果满足这个条件就可以好不由于的设置为default，但是如果这个顶层类需要被包外其他类直接使用，那就只能设置为public
3. 非顶层普通类，这种类主要是内部类，内部类有匿名内部类、非匿名内部类；匿名内部类不考虑；非匿名内部类又有静态内部类和非静态内部类，这两者在选择访问修饰符的时候小捌认为没有区别，尽可能的选择私有，因为你都将他设计为内部类，说明这个类抽象就是给外层类提供抽象支持的；所以处于组件设计安全性考虑，尽可能设计为私有，如果在外部需要使用，可以通过外层类提供API访问。

对于方法来说有如下规则：

1. 接口方法没得选，默认public，根据里氏替换原则，任何使用超类的地方均可以使用子类实例，子类的访问修饰符必须大于等于超类，所以子类也只有public一种选择
2. 普通类方法，设计类之前要先设计类需要对外公布的API，也就是类需要对外提供那些功能/服务，这个一定要先于写代码之前设计好，之后我们再考虑将这些API设计为default、protected、public，关于具体细节必须使用private修饰

对于属性来说有如下规则：

1. 如果类是共有的，一定不能将实例域公开；因为一旦公开实例域，等于其他类中可以修改这个实例域，无法保证实例域的安全性
2. 如果属性能够定义为常量，我们一定要使用static final进行修饰，这样对外暴露的域具有较高安全性。注意不要在常量域中定义数组等可变对象。

关于常量域中定义数组对象带来的危险性，小捌做个Demo演示
定义Person对象：

public class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
            "name='" + name + '\\'' +
            '}';
    }
}

定义数组域所属类：

public class PersonDemo {

    public static final Person[] PERSONS = new Person[] {new Person("李子柒"), new Person("李子捌")};

}

测试代码：

class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Arrays.stream(PersonDemo.PERSONS).forEach(System.out::println);
        for (int i = 0; i < PersonDemo.PERSONS.length; i++) {
            PersonDemo.PERSONS[i] = new Person(PersonDemo.PERSONS[i].getName() + "被修改啦！");
        }
        System.out.println();
        Arrays.stream(PersonDemo.PERSONS).forEach(System.out::println);

    }

}

测试结果可以看出，数组内容被修改了，这往往不是我们定义一个常量时所希望看到的。

关于这种方式的处理也很简单，可以将数组域私有化，并且提供一个API来访问数组的拷贝

public class PersonDemo {

    private static final Person[] PERSONS = new Person[] {new Person("李子柒"), new Person("李子捌")};

    public static final Person[] getPersons() {
        return PERSONS.clone();
    }

}

此时外部无法直接访问PERSONS数组，访问的只是数组的拷贝，修改的也只是数组的拷贝，无法修改到数组域的内容。
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此外也可以使用Collections工具类将其包装为不可变集合，包装成UnmodifiableCollection对象之后，set、add、remove等方法调用会抛出UnsupportedOperationException：

public class PersonDemo {

    private static final Person[] PERSONS = new Person[] {new Person("李子柒"), new Person("李子捌")};

    public static final List<Person> getPersons() {
        return Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PERSONS));
    }

}

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