【教程】Java 修饰符

逃离我推掉我的手 2022-03-09 09:04 148阅读 0赞

Java语言提供了很多修饰符，主要分为以下两类：

*  访问修饰符
 *  非访问修饰符

修饰符用来定义类、方法或者变量，通常放在语句的最前端。我们通过下面的例子来说明：

public class className {
       // ...
    }
    
    private boolean myFlag;
    
    static final double weeks = 9.5;
    
    protected static final int BOXWIDTH = 42;
    
    public static void main(String[] arguments) {
       // 方法体
    }

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## 访问控制修饰符 ##

Java中，可以使用访问控制符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java 支持 4 种不同的访问权限。

*  **default** (即缺省，什么也不写）: 在同一包内可见，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。
 *  **private** : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。 **注意：不能修饰类（外部类）**
 *  **public** : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法
 *  **protected** : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。 **注意：不能修饰类（外部类）**。

我们可以通过以下表来说明访问权限：

<table>  访问控制  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>修饰符</th> 
   <th>当前类</th> 
   <th>同一包内</th> 
   <th>子孙类(同一包)</th> 
   <th>子孙类(不同包)</th> 
   <th>其他包</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>public</code></td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>protected</code></td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y/N（<a href="http://www.runoob.com/java/java-modifier-types.html#protected-desc" rel="nofollow">说明</a>）</td> 
   <td>N</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>default</code></td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>Y</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>private</code></td> 
   <td>Y</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
   <td>N</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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### 默认访问修饰符-不使用任何关键字 ###

使用默认访问修饰符声明的变量和方法，对同一个包内的类是可见的。

接口里的变量都隐式声明为 public static final,而接口里的方法默认情况下访问权限为 public。

String version = "1.5.1";
    boolean processOrder() {
       return true;
    }

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### 私有访问修饰符-private ###

私有访问修饰符是最严格的访问级别，所以被声明为 **private** 的方法、变量和构造方法只能被所属类访问，并且类和接口不能声明为 **private**。

声明为私有访问类型的变量只能通过类中公共的 getter 方法被外部类访问。

Private 访问修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。

下面的类使用了私有访问修饰符：

public class Logger {
       private String format;
       public String getFormat() {
          return this.format;
       }
       public void setFormat(String format) {
          this.format = format;
       }
    }

实例中，Logger 类中的 format 变量为私有变量，所以其他类不能直接得到和设置该变量的值。为了使其他类能够操作该变量，定义了两个 public 方法：getFormat() （返回 format的值）和 setFormat(String)（设置 format 的值）

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### 公有访问修饰符-public ###

被声明为 public 的类、方法、构造方法和接口能够被任何其他类访问。

如果几个相互访问的 public 类分布在不同的包中，则需要导入相应 public 类所在的包。由于类的继承性，类所有的公有方法和变量都能被其子类继承。

以下函数使用了公有访问控制：

public static void main(String[] arguments) {
       // ...
    }

Java 程序的 main() 方法必须设置成公有的，否则，Java 解释器将不能运行该类。

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### 受保护的访问修饰符-protected ###

protected 需要从以下两个点来分析说明：

*  **子类与基类在同一包中**：被声明为 protected 的变量、方法和构造器能被同一个包中的任何其他类访问；
 *  **子类与基类不在同一包中**：那么在子类中，**子类实例**可以访问其从基类继承而来的 protected 方法，而不能访问基类实例的protected方法。

protected 可以修饰数据成员，构造方法，方法成员，**不能修饰类（内部类除外）**。

接口及接口的成员变量和成员方法不能声明为 protected。 可以看看下图演示：

![java-protected.gif][]

子类能访问 protected 修饰符声明的方法和变量，这样就能保护不相关的类使用这些方法和变量。

下面的父类使用了 protected 访问修饰符，子类重写了父类的 openSpeaker() 方法。

class AudioPlayer {
       protected boolean openSpeaker(Speaker sp) {
          // 实现细节
       }
    }
     
    class StreamingAudioPlayer extends AudioPlayer {
       //重写了父类的方法
       protected boolean openSpeaker(Speaker sp) {
          // 实现细节
       }
    }

如果把 openSpeaker() 方法声明为 private，那么除了 AudioPlayer 之外的类将不能访问该方法。

如果把 openSpeaker() 声明为 public，那么所有的类都能够访问该方法。

如果我们只想让该方法对其所在类的子类可见，则将该方法声明为 protected。

> protected 是最难理解的一种 Java 类成员访问权限修饰词，更多详细内容请查看 [http://www.runoob.com/w3cnote/java-protected-keyword-detailed-explanation.html][http_www.runoob.com_w3cnote_java-protected-keyword-detailed-explanation.html]

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### 访问控制和继承 ###

请注意以下方法继承的规则：

*  父类中声明为 public 的方法，在子类中也必须为 public。
 *  父类中声明为 protected 的方法，在子类中要么声明为 protected，要么声明为 public，不能声明为 private。
 *  父类中声明为 private 的方法，不能够被继承。

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## 非访问修饰符 ##

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。

static 修饰符，用来修饰类方法和类变量。

final 修饰符，用来修饰类、方法和变量，final 修饰的**类**不能够被继承，final修饰的**方法**不能被继承类重新定义，final修饰的**变量**为常量，是不可修改的。

abstract 修饰符，用来创建抽象类和抽象方法。

synchronized 和 volatile 修饰符，主要用于线程的编程。

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### static 修饰符 ###

*  **静态变量：**
    
    static 关键字用来声明独立于对象的静态变量，无论一个类实例化多少对象，它的静态变量只有一份拷贝。 静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量。
 *  **静态方法：**
    
    static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据，然后计算这些数据。

对类变量和方法的访问可以直接使用 **classname.variablename** 和 **classname.methodname** 的方式访问。

如下例所示，static修饰符用来创建类方法和类变量。

public class InstanceCounter {
       private static int numInstances = 0;//类变量（静态变量）
    
       protected static int getCount() {
          return numInstances;
       }
     
       private static void addInstance() {
          numInstances++;
       }
     
       //构造方法
       InstanceCounter() {
          InstanceCounter.addInstance();//每实例化一个对象，实例个数加1
       }
     
       public static void main(String[] arguments) {
          System.out.println("Starting with " + InstanceCounter.getCount() + " instances");
          for (int i = 0; i < 500; ++i){
             new InstanceCounter();
          }
          System.out.println("Created " + InstanceCounter.getCount() + " instances");
       }
    }

以上实例运行编辑结果如下:

>     Starting with 0 instances
>     Created 500 instances

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### final 修饰符 ###

**final 变量：**

final 表示"最后的、最终的"含义，变量一旦赋值后，不能被重新赋值。被 final 修饰的实例变量必须显式指定初始值。

final 修饰符通常和 static 修饰符一起使用，来创建类常量。

public class Test{
      final int value = 10;
      // 下面是声明类常量的实例
      public static final int BOXWIDTH = 6;
      static final String TITLE = "Manager";
     
      public void changeValue(){
         value = 12; //将输出一个错误
      }
    }

**final 方法**

类中的 final 方法可以被子类继承，但是不能被子类修改。

声明 final 方法的主要目的是防止该方法的内容被修改。

如下所示，使用 final 修饰符声明方法。

public class Test{
        public final void changeName(){
           // 方法体
        }
    }

**final 类**

final 类不能被继承，没有类能够继承 final 类的任何特性。

public final class Test {
       // 类体
    }

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### abstract 修饰符 ###

**抽象类：**

抽象类不能用来实例化对象，声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。

一个类不能同时被 abstract 和 final 修饰。如果一个类包含抽象方法，那么该类一定要声明为抽象类，否则将出现编译错误。

抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。

abstract class Caravan{
       private double price;
       private String model;
       private String year;
       public abstract void goFast(); //抽象方法
       public abstract void changeColor();
    }

**抽象方法**

抽象方法是一种没有任何实现的方法，该方法的的具体实现由子类提供。

抽象方法不能被声明成 final 和 static。

**任何继承抽象类的子类**必须实现父类的所有抽象方法，除非该子类也是抽象类。

如果一个类包含若干个抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。

抽象类可以不包含抽象方法。

抽象方法的声明以分号结尾，例如：**public abstract sample();**

public abstract class SuperClass{
        abstract void m(); //抽象方法
    }
     
    class SubClass extends SuperClass{
         //实现抽象方法
          void m(){
              .........
          }
    }

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### synchronized 修饰符 ###

synchronized 关键字声明的方法同一时间 只能被一个线程访问。synchronized 修饰符可以应用于四个访问修饰符。

public synchronized void showDetails(){
    .......
    }

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### transient 修饰符 ###

序列化的对象 包含 被 transient 修饰的实例变量时，java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。

该修饰符包含在定义变量的语句中，用来预处理类和变量的数据类型。

public transient int limit = 55;   // 不会持久化
    public int b; // 持久化

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### volatile 修饰符 ###

volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时，都**强制**从共享内存中 重新读取该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，会**强制**线程 将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，**两个不同的线程**总是看到某个成员变量的同一个值。

一个 volatile 对象引用 可能是 null。

public class MyRunnable implements Runnable
    {
        private volatile boolean active;//成员变量
        public void run()
        {
            active = true;
            while (active) // 第A行
            {
                // 代码
            }
        }
        public void stop()
        {
            active = false; // 第B行
        }
    }

若没有用volatile 修饰 active，我们在一个线程调用 run() 方法（在 Runnable 开启的线程），在另一个线程调用 stop() 方法。假设线程甲中run()先运行，那么***第A行***中我们访问到的缓存区的active值为true。然后线程乙中的***第B行***，我们将active的值修改为false。但是线程甲中run()的***第A行***的while (active)循环访问到的缓存区的active值仍然是true。因为active没有从共享内存中**重新读取**active的值。也就是说两个不同的线程，看到的active值不同。

但是以上代码中，我们使用了 volatile 修饰 active，所以该循环会停止。

因为当第二个线程运行stop()方法时，active的值被修改为了false。因为当成员变量active的值发生变化时，会**强制**线程 将变化值回写到共享内存。所以当第一个线程中的 while (active) 循环，会停止。这是因为volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时，都**强制**从共享内存中 重新读取该成员变量的值。

[java-protected.gif]: /images/20220309/e7ccb702529047d1995dd03bff9b50ae.png
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