類和接口是Java程序設計語言的核心，它們也是Java語言的基本抽象單元。Java語言提供了許多強大的基本元素，供程序猿來設計類和接口。

要想?yún)^(qū)別一個設計良好的模塊與一個設計不好的模塊，最重要的因素是，這個模塊對于外部其他模塊而言，是否隱藏了內(nèi)部的數(shù)據(jù)和其他的實現(xiàn)細節(jié)。一個設計良好的模塊會隱藏所有的實現(xiàn)細節(jié)，把它的API與實現(xiàn)清晰的隔離開來。然后，模塊之間只通過它們的API進行通信，一個模塊不需要知道其他模塊內(nèi)部的工作情況，也就是所謂的封裝。

封裝之所以非常重要有許多理由，其中大多數(shù)理由都源于這樣一個事實:它可以有效地解除一個系統(tǒng)中各模塊之間的耦合關系，使得這些模塊可以被獨立地開發(fā)、測試、優(yōu)化、使用、理解和修改。這樣可以加速系統(tǒng)開發(fā)的速度，因為這些模塊可以被并行地開發(fā)。它也減輕了維護的負擔，因為程序員很快就可以理解這些模塊，并且在調(diào)試它們的時候可以不傷害其他的模塊。雖然封裝本身無論是對內(nèi)還是對外，都不會帶來更好的性能，但是它使得有效的性能調(diào)節(jié)成為可能。一旦一個系統(tǒng)已經(jīng)完成，通過分析就可以知道哪些模塊影響了系統(tǒng)的性能，那么這些模塊可以被進一步優(yōu)化，而不會影響到其他模塊的正確性。封裝可以提高軟件的可重用性，因為單獨的模塊并不依賴于其他的模塊，除了開發(fā)這些模塊所使用的環(huán)境之外，它們在其他環(huán)境中往往是有用。最后，封裝也降低了構建大型系統(tǒng)的風險;即使整個系統(tǒng)并不成功，這些獨立模塊也有可能是成功的。

Java程序設計語言提供了許多設施來幫助坐到信息隱藏。其中一個設施是訪問控制機制，它決定了類、接口和成員的可訪問性。

一個實體的可訪問性是由該實體聲明所在的位置，以及該實體聲明中所出現(xiàn)的訪問修飾符公同決定的。正確地使用這些修飾符對于實現(xiàn)封裝是非常關鍵的。

經(jīng)驗表明，你應該盡可能地使每一個類或成員不被外界訪問。換句話說，你應該使用時最低可能的、并且與該軟件的正確功能相一致的訪問級別。

對于頂層的類和接口，它們只有兩種可能的訪問級別:包級私有的和公有的。如果你聲明了一個具有public修飾符的頂層類或者接口，那么它是公有的；否則，它將是包級私有的。如果一個類或者接口能被做成包級私有的，那么它就應該被做成包級私有的。通過把一個類或接口做成包級私有的，它實際上成了這個包的實現(xiàn)的一部分，而不是該包導出API的一部分;并且，在以后的發(fā)行版本中，你可以對它進行修改、替換，或者去除，而無需擔心會傷害到現(xiàn)有的客戶。如果你把它做成公有的，你就有義務永遠支持它，以保持兼容性。

如果一個包級私有的頂層類或接口只是在某一個類的內(nèi)部被用到，那么你應該考慮使它成為后者的一個私有嵌套類。這樣可以進一步降低它的可訪問性，然而，這樣做不像”使一個不必要的共公有類成為包級私有的類”那樣重要，因為一個包級私有的類已經(jīng)是這個包的實現(xiàn)的一部分，而不是其API的一部分。

對于成員有四種可能訪問級別，下面按照可訪問性遞增的順序列出來:

• 私有的——只有在聲明該成員的頂層類內(nèi)部才可以訪問這個成員

• 包級私有的——聲明該成員的包內(nèi)部的任何類都可以訪問這個成員。在技術上，它被稱為”默認訪問級別”，如果沒有為成員指定訪問修飾符的話，那么它就具有這樣的訪問級別。

• 受保護的——該成員聲明所在類的子類可以訪問這個成員，并且，該成員聲明所在的包內(nèi)部的任何類也可以訪問這個成員。

• 公有的——任何地方都可以訪問該成員。
  當你仔細地設計了一個類的公有API之后，接下去應該把所有其他的成員都變成私有的。只有當同一個包內(nèi)的另一個類真正需要訪問一個成員的時候，你才應該去掉private修飾符，使該成員變成包級私有的。如果你發(fā)現(xiàn)自己經(jīng)常要做這樣的事情，那么你應該重新檢查你的系統(tǒng)設計，看看是否另一種分解方案所得到的類具有更好的分離特性，彼此之間耦合度更小。可以這樣說，私有成員和包級私有成員都是一個類實現(xiàn)中的一部分，并不會影響到其導出的API。然而，如果這些域所在類是實現(xiàn)了Serializable接口，那么這些域可能會被”泄露”其導出的API中。

對于公有類的成員，當訪問級別從包級私有變成保護級別時，會出現(xiàn)可訪問性的巨大增加。受保護成員是一個類導出API的一部分，必須永遠被支持。更進一步，一個導出的類的每一個受保護成員代表了該類對于一個實現(xiàn)細節(jié)的公開承諾。受保護的成員應該盡量少用。

有一條規(guī)則使得你無法降低一個方法的可訪問性。如果一個方法改寫了超類中的一個方法，那么子類中該方法的訪問級別低于超類中的訪問級別時不允許的。這樣可以確保子類實例可以被用在任何可使用超類的實例的場合。如果你違反了這條規(guī)則，那么當你試圖編譯該子類的時候，編譯器會產(chǎn)生一條錯誤信息。這條規(guī)則的一種特殊情形是，如果一個類實現(xiàn)了一個接口，那么接口中所有的方法在這個類中都必須被聲明為公有的。這是因為接口中所有方法都隱含著公有訪問級別。

公有類應該盡可能地包含公有的域。如果一個域是非final的，或者是一個指向可變對象的final引用，那么你一旦使它成為公有的，就放棄了對存儲在這個域中的值進行限制的能力;當這個域被修改的時候，你也失去了采取任何行動的能力。一個簡單的后果是，包含公有可變域的類不是線程安全地的。即使一個域是final的，并沒有指向任何一個可變對象，那么，一旦你把這個域變成公有的，也就放棄了“切換到一個新的內(nèi)部數(shù)據(jù)表示”的靈活性。

對于“公有類不應該包含公有域”這條規(guī)則也有一個例外，通過公有的靜態(tài)final域來暴露類的常量是允許的。按照慣例，這樣域的名字由大寫字母組成，單詞之間用下劃線隔開。很重要的一點是，這些域要么包含原語類型的值，要么包含指向非可變對象的引用。如果一個final域包含一個指向可變對象的引用，那么它具有非final域的所有缺點。雖然引用本身不能被修改，但是它引用的對象可以被修改——這會導致災難性的后果。

注意，非零長度的數(shù)組總是可變的，所以，具有公有的靜態(tài)final數(shù)組域幾乎總是錯誤的。如果一個類包含這樣的一個域，客戶將能夠修改數(shù)組中的內(nèi)容。這是安全漏洞中的一個常見根源:

public static final Type[] VALUES = {...}; private static final Type[] PRIVATE_VALUES ={...}; public static final List VALUES = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES));

另一種辦法是，如果你要求編譯時的類型的安全性，并且愿意損失一點性能的話，你可以把公有的數(shù)組替換成一個公有的辦法，它返回私有數(shù)組的一份拷貝:

private static final Type [] PRIVATE_VALUES = {...}; public static final Type [] values(){ return (Type[])PRIVATE_VALUES.clone(); }

總之，你應該總會可能地降低可訪問性，再仔細設計了一個最小的公有API之后，應該防止把任何雜散的類、接口和成員變成API的一部分。除了公有靜態(tài)final域的特殊情形之外，公有類不應該包含公有域。并且確保公有靜態(tài)final域所引用對象是不可變的。

轉載于:https://www.cnblogs.com/ainima/p/6331825.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java性能优化(12):最小化类和成员可访问能力的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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