Java通路修飾符的正确使用姿勢

1、簡介

通路修飾符是Java文法中很基礎的一部分，但是能正确的使用Java通路修飾符的程式員隻在少數。在Java元件開發中，如果能夠恰到好處的使用通路修飾符，就能很好的隐藏元件内部資料和不必公布的實作細節，進而把元件API和實作細節隔離；正确的使用通路修飾符開發的Java元件，在元件與元件的調用和依賴過程中，也能很好的解耦程式，以至于整個元件能夠持續開發、持續測試、持續更新。

小捌溫馨總結：

1. 通過限制通路範圍達到資訊隐藏或封裝的效果，保證程式實作細節的安全
2. 解耦元件，使得元件之間的耦合關系降低，進而能夠低成本、低風險（不影響其他元件）的疊代

2、通路修飾符

Java文法提供了四種級别的通路修飾符，作用于域、方法、類、接口，它們的可通路性如下所示：

通路修飾符	名稱	通路性
private	私有的	聲明該成員的類才可以通路。注意：頂層類不能被private和protected修飾，内部類可以
default/package-private	包級私有的	聲明該成員的類同一包下的任何類均可以通路
protected	受保護的	聲明該成員的類同一包下、子類可以通路
public	共有的	任何地方均可通路

注意：private和default并不是絕對安全，如果類實作了Serializable，這些被private和defaulte修飾的域同一可能被導出；其次反射也是可以跨過通路修飾符的限制。

3、原則

Java通路修飾符使用的原則非常簡單：在實作Java元件的過程中，保證元件功能一緻的同時，盡可能讓類、類成員不被外界通路。

這一條規則看似非常簡單，但是往往給讓程式員産生一種誤導，他把類所有的方法和屬性都不假思索的設定為private。這會導緻一個什麼問題呢？在元件對外公布的時候或者疊代更新的時候，需要不斷的颠覆以前的設計，把更多的API對外公出來，但是總的來說這也好過把類中所有成員都用public修飾，這種方式是完全不能接收的，兄弟們。

那問題來了，具體應該怎麼搞呢？

其實小捌覺得隻需要明白三個點，因為通路修飾符作用于類、方法、屬性；是以針對如下三者分析它們應該怎麼選擇通路修飾符。

對于類來說有如下規則：

1. 接口沒得選，預設就是public
2. 頂層普通類，我們可以選擇public和default，此時應該着重考慮這個頂層類是否隻是在目前包中提供的抽象，如果滿足這個條件就可以好不由于的設定為default，但是如果這個頂層類需要被包外其他類直接使用，那就隻能設定為public
3. 非頂層普通類，這種類主要是内部類，内部類有匿名内部類、非匿名内部類；匿名内部類不考慮；非匿名内部類又有靜态内部類和非靜态内部類，這兩者在選擇通路修飾符的時候小捌認為沒有差別，盡可能的選擇私有，因為你都将他設計為内部類，說明這個類抽象就是給外層類提供抽象支援的；是以處于元件設計安全性考慮，盡可能設計為私有，如果在外部需要使用，可以通過外層類提供API通路。

對于方法來說有如下規則：

1. 接口方法沒得選，預設public，根據裡氏替換原則，任何使用超類的地方均可以使用子類執行個體，子類的通路修飾符必須大于等于超類，是以子類也隻有public一種選擇
2. 普通類方法，設計類之前要先設計類需要對外公布的API，也就是類需要對外提供那些功能/服務，這個一定要先于寫代碼之前設計好，之後我們再考慮将這些API設計為default、protected、public，關于具體細節必須使用private修飾

對于屬性來說有如下規則：

1. 如果類是共有的，一定不能将執行個體域公開；因為一旦公開執行個體域，等于其他類中可以修改這個執行個體域，無法保證執行個體域的安全性
2. 如果屬性能夠定義為常量，我們一定要使用static final進行修飾，這樣對外暴露的域具有較高安全性。注意不要在常量域中定義數組等可變對象。

關于常量域中定義數組對象帶來的危險性，小捌做個Demo示範

定義Person對象：

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 + '\'' +

            '}';

}

定義數組域所屬類：

public class PersonDemo {

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

測試代碼：

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();

測試結果可以看出，數組内容被修改了，這往往不是我們定義一個常量時所希望看到的。

關于這種方式的處理也很簡單，可以将數組域私有化，并且提供一個API來通路數組的拷貝

    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();

此時外部無法直接通路PERSONS數組，通路的隻是數組的拷貝，修改的也隻是數組的拷貝，無法修改到數組域的内容。

此外也可以使用Collections工具類将其包裝為不可變集合，包裝成UnmodifiableCollection對象之後，set、add、remove等方法調用會抛出UnsupportedOperationException：

    public static final List<Person> getPersons() {

        return Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PERSONS));