本節書摘來華章計算機《數據結構與抽象：Java語言描述（原書第4版）》一書中的第2章 ，第2.1節，［美］弗蘭克M.卡拉諾（Frank M. Carrano）　蒂莫西M.亨利（Timothy M. Henry） 著 羅得島大學　 新英格蘭理工學院 辛運幃　饒一梅　譯 更多章節內容可以訪問云棲社區“華章計算機”公眾號查看。

2.1.4　讓實現安全

鑒于當今黑客及對重要軟件系統未經授權入侵的現實情況，程序員必須在代碼中添加安全措施，以使程序對使用者是安全的。雖然Java為你管理內存，檢查數組下標的合法性，且是類型安全的，但一個錯誤會使你的代碼易受攻擊。實現ADT時應該時刻銘記安全性，盡管在已有的代碼中增加安全機制可能是困難的。

注：你可以在程序中檢查可能出現的錯誤來練習有安全機制的程序設計（fail-safe programming）。安全可靠程序設計（safe and secure programming）通過驗證輸入給方法的數據和參數的合法性，消除方法的副作用，對客戶和使用者的行為不做任何假設，來擴展有安全機制的程序設計的概念。
安全說明：保護ADT實現的完整性
當實現一個ADT時，必須問自己的兩個問題是

• 如果構造方法沒有完全執行，那么可能會發生什么？例如，構造方法可能在完成初始化之前就拋出一個異常或錯誤。但是入侵者可能捕獲異常或錯誤，并試圖使用部分初始化的對象。
• 如果客戶試圖創建一個其容量超出給定范圍的包，那么可能會發生什么？
  如果這兩個動作可能導致問題，則我們必須阻止它們。

對于類ArrayBag，我們想防范前面安全說明中所描述的兩種情形。現在開始細化ArrayBag的不完整的實現，在類中增加下列兩個數據域，以使代碼更安全：

這兩個修改都涉及構造方法。因為默認的構造方法調用帶參數的構造方法，所以僅修改后者就足夠了。為確保客戶不能創建太大的包，構造方法應該檢查客戶所需包的容量與MAX_CAPACITY值。如果需要的容量太大，則構造方法可以拋出一個異常。
如果所需的容量處在允許范圍內，則ArrayBag的構造方法為什么還不能正確完成呢？因為內存不足可能導致分配數組失敗。這樣一個事件會導致錯誤OutOfMemoryError。一般地，客戶將這個錯誤看作致命事件。黑客可能捕獲這個錯誤（就像你捕獲異常一樣），并試圖使用部分初始化的對象。為防止這種情況，類的每個重要方法在執行其操作之前都可以檢查域initialized的狀態。這樣，畸形對象就不會再有動作。對于正確初始化的對象，構造方法將把域initialized置為真。
下面是修改后的構造方法。

注意，構造方法在成功完成其他任務后，最后一個動作是將initialized賦值為真。還應注意，IllegalStateException是標準運行時異常。
下面來看看如何使用initialized。
在數組bag已成功分配的基礎上，ArrayBag中的任何公有方法在繼續執行之前都應該確保數據域initialized的值為真。如果initialized為假，這樣的方法可以拋出一個異常。例如，可以如下所示修改方法add。

注：異常SecurityException和IllegalStateException都是包java.lang中的標準運行時異常。因此，不需要import語句。

因為我們將在多個方法中檢查initialized，所以為避免代碼重復定義下列私有方法。

方法add可以修改為：

應該以相同的方式修改核心方法toArray，因為它用到了ArrayBag的數據域bag。

安全說明：你所熟知的編寫Java代碼的某些常見準則，實際上增加了代碼的安全性。這些準則是：

• 將類的大多數數據域聲明為私有的，如果不是全部。任何公有數據域都應該是靜態和終態的，且有常量值。
• 避免那些掩蓋代碼安全性的所謂聰明的邏輯。
• 避免重復代碼。相反，將這樣的代碼封裝為一個可供其他方法調用的私有方法。
• 當構造方法調用一個方法時，確保這個方法不能被重寫。

安全說明：終態類。注意，我們將ArrayBag聲明為一個終態類。因此，不會有從ArrayBag派生的其他類，即ArrayBag不能是另一個類的父類或基類。終態類比非終態類更安全，因為程序員不能使用繼承來改變它的行為。稍后我們將細化這個方法，定義終態方法而不是整個類。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《数据结构与抽象：Java语言描述（原书第4版）》一2.1.4　让实现安全的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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