Mengapa "final" tidak diizinkan dalam metode antarmuka Java 8?

Salah satu fitur Java 8 yang paling berguna adalah defaultmetode baru pada antarmuka. Pada dasarnya ada dua alasan (mungkin ada yang lain) mengapa mereka diperkenalkan:

• Memberikan implementasi standar aktual. Contoh:Iterator.remove()
• Mengizinkan evolusi JDK API. Contoh:Iterable.forEach()

Dari perspektif perancang API, saya ingin dapat menggunakan pengubah lain pada metode antarmuka, misalnya final. Ini akan berguna ketika menambahkan metode kenyamanan, mencegah penggantian "tidak disengaja" dalam mengimplementasikan kelas:

interface Sender {

    // Convenience method to send an empty message
    default final void send() {
        send(null);
    }

    // Implementations should only implement this method
    void send(String message);
}

Di atas sudah merupakan praktik umum jika Senderkelas:

abstract class Sender {

    // Convenience method to send an empty message
    final void send() {
        send(null);
    }

    // Implementations should only implement this method
    abstract void send(String message);
}

Sekarang, defaultdan finaljelas-jelas bertentangan dengan kata kunci, tetapi kata kunci default itu sendiri tidak sepenuhnya diperlukan , jadi saya berasumsi bahwa kontradiksi ini disengaja, untuk mencerminkan perbedaan halus antara "metode kelas dengan tubuh" (hanya metode) dan "antarmuka" metode dengan tubuh " (metode default), yaitu perbedaan yang belum saya mengerti.

Pada beberapa titik waktu, dukungan untuk modifier seperti staticdan finalpada metode antarmuka belum sepenuhnya dieksplorasi, mengutip Brian Goetz :

Bagian lainnya adalah seberapa jauh kita akan pergi untuk mendukung alat-alat kelas-bangunan di antarmuka, seperti metode final, metode pribadi, metode yang dilindungi, metode statis, dll. Jawabannya adalah: kita belum tahu

Sejak saat itu di akhir 2011, jelas, dukungan untuk staticmetode dalam antarmuka telah ditambahkan. Jelas, ini menambahkan banyak nilai ke perpustakaan JDK sendiri, seperti dengan Comparator.comparing().

Pertanyaan:

Apa alasannya final(dan juga static final) tidak pernah berhasil ke antarmuka Java 8?

Pertanyaan ini, sampai taraf tertentu, terkait dengan Apa alasan mengapa “disinkronkan” tidak diperbolehkan dalam metode antarmuka Java 8?

Hal utama yang perlu dipahami tentang metode default adalah bahwa tujuan desain utama adalah evolusi antarmuka , bukan "mengubah antarmuka menjadi sifat (biasa-biasa saja)". Sementara ada beberapa tumpang tindih di antara keduanya, dan kami mencoba mengakomodasi dengan yang kedua di mana tidak menghalangi yang pertama, pertanyaan-pertanyaan ini paling baik dipahami jika dilihat dalam cahaya ini. (Catatan juga bahwa metode kelas yang akan berbeda dari metode antarmuka, tidak peduli apa maksud, berdasarkan fakta bahwa metode antarmuka dapat multiply diwariskan.)

Gagasan dasar dari metode default adalah: ini adalah metode antarmuka dengan implementasi default, dan kelas turunan dapat memberikan implementasi yang lebih spesifik. Dan karena pusat desain adalah evolusi antarmuka, itu adalah tujuan desain kritis bahwa metode default dapat ditambahkan ke antarmuka setelah fakta dengan cara yang kompatibel dengan sumber dan biner.

Jawaban terlalu sederhana untuk "mengapa metode final tidak final" adalah bahwa maka tubuh tidak hanya akan menjadi implementasi standar, itu akan menjadi satu-satunya implementasi. Meskipun itu adalah jawaban yang terlalu sederhana, itu memberi kita petunjuk bahwa pertanyaannya sudah menuju ke arah yang dipertanyakan.

Alasan lain mengapa metode antarmuka akhir dipertanyakan adalah bahwa mereka menciptakan masalah yang tidak mungkin untuk implementator. Misalnya, anggap Anda memiliki:

interface A { 
    default void foo() { ... }
}

interface B { 
}

class C implements A, B { 
}

Di sini, semuanya baik; Cmewarisi foo()dari A. Sekarang seandainya Bdiubah untuk memiliki foometode, dengan default:

interface B { 
    default void foo() { ... }
}

Sekarang, ketika kita pergi untuk mengkompilasi ulang C, kompiler akan memberi tahu kita bahwa ia tidak tahu perilaku apa yang diwarisi foo(), jadi Charus menimpanya (dan dapat memilih untuk mendelegasikan A.super.foo()jika ingin mempertahankan perilaku yang sama.) Tetapi bagaimana jika Btelah membuat default-nya final, dan Atidak di bawah kendali penulis C? Sekarang Csudah tak dapat diperbaiki lagi; itu tidak dapat dikompilasi tanpa mengesampingkan foo(), tetapi tidak bisa mengesampingkan foo()jika itu final B.

Ini hanyalah salah satu contoh, tetapi intinya adalah bahwa finalitas untuk metode benar-benar alat yang lebih masuk akal di dunia kelas warisan tunggal (umumnya yang dipadukan dengan perilaku), daripada antarmuka yang hanya berkontribusi perilaku dan dapat digandakan mewarisi. Terlalu sulit untuk berpikir tentang "apa antarmuka lain yang mungkin dicampur ke dalam implementator akhirnya", dan membiarkan metode antarmuka menjadi final kemungkinan akan menyebabkan masalah ini (dan mereka akan meledak bukan pada orang yang menulis antarmuka, tetapi pada pengguna miskin yang mencoba mengimplementasikannya.)

Alasan lain untuk melarang mereka adalah bahwa mereka tidak akan berarti apa yang Anda pikir mereka maksudkan. Implementasi default hanya dipertimbangkan jika kelas (atau superclasses) tidak memberikan deklarasi (konkret atau abstrak) dari metode ini. Jika metode default adalah final, tetapi superclass sudah mengimplementasikan metode tersebut, defaultnya akan diabaikan, yang mungkin bukan yang diharapkan oleh pembuat default ketika menyatakannya final. (Perilaku pewarisan ini merupakan refleksi dari pusat desain untuk metode default - evolusi antarmuka. Ini harus dimungkinkan untuk menambahkan metode default (atau implementasi default ke metode antarmuka yang ada) ke antarmuka yang ada yang sudah memiliki implementasi, tanpa mengubah perilaku kelas yang ada yang mengimplementasikan antarmuka,

Di milis lambda ada banyak diskusi tentang hal itu . Salah satu yang tampaknya mengandung banyak diskusi tentang semua hal itu adalah sebagai berikut: Visibilitas metode antarmuka Bervariasi (adalah Pembela Final) .

Dalam diskusi ini, Talden, penulis pertanyaan asli menanyakan sesuatu yang sangat mirip dengan pertanyaan Anda:

Keputusan untuk menjadikan semua anggota antarmuka publik memang keputusan yang tidak menguntungkan. Bahwa setiap penggunaan antarmuka dalam desain internal memperlihatkan implementasi detail pribadi adalah hal yang besar.

Sangat sulit untuk memperbaikinya tanpa menambahkan nuansa yang tidak jelas atau kompatibilitas untuk bahasa tersebut. Pemutusan kompatibilitas yang besarnya dan potensi kehalusan akan terlihat tidak masuk akal sehingga solusi harus ada yang tidak merusak kode yang ada.

Dapat memperkenalkan kembali kata kunci 'paket' sebagai penentu akses yang layak. Tidak adanya specifier di antarmuka akan menyiratkan akses publik dan tidak adanya specifier di kelas menyiratkan akses-paket. Penentu mana yang masuk akal dalam antarmuka tidak jelas - terutama jika, untuk meminimalkan beban pengetahuan pada pengembang, kami harus memastikan bahwa akses-penentu memiliki arti yang sama di kedua kelas dan antarmuka jika mereka ada.

Dengan tidak adanya metode default, saya akan berspekulasi bahwa specifier anggota dalam sebuah antarmuka harus setidaknya terlihat sebagai antarmuka itu sendiri (sehingga antarmuka sebenarnya dapat diimplementasikan dalam semua konteks yang terlihat) - dengan metode default yang tidak sangat yakin.

Apakah sudah ada komunikasi yang jelas mengenai apakah ini bahkan mungkin diskusi dalam ruang lingkup? Jika tidak, sebaiknya diadakan di tempat lain.

Akhirnya jawaban Brian Goetz adalah:

Ya, ini sudah dieksplorasi.

Namun, izinkan saya menetapkan beberapa harapan realistis - fitur bahasa / VM memiliki waktu yang lama, bahkan yang tampak sepele seperti ini. Waktu untuk mengajukan ide fitur bahasa baru untuk Java SE 8 sudah cukup lama berlalu.

Jadi, kemungkinan besar itu tidak pernah dilaksanakan karena tidak pernah menjadi bagian dari ruang lingkup. Itu tidak pernah diusulkan pada waktunya untuk dipertimbangkan.

Dalam diskusi hangat lainnya tentang metode bek terakhir pada subjek, Brian berkata lagi :

Dan Anda mendapatkan apa yang Anda inginkan. Itulah tepatnya yang ditambahkan fitur ini - pewarisan berganda perilaku. Tentu saja kami mengerti bahwa orang akan menggunakannya sebagai ciri. Dan kami telah bekerja keras untuk memastikan bahwa model pewarisan yang mereka tawarkan sederhana dan cukup bersih sehingga orang dapat memperoleh hasil yang baik dengan melakukannya dalam berbagai situasi yang luas. Kami telah, pada saat yang sama, memilih untuk tidak mendorong mereka melampaui batas dari apa yang bekerja dengan sederhana dan bersih, dan itu mengarah pada reaksi "aw, Anda tidak bertindak cukup jauh" dalam beberapa kasus. Tapi sungguh, sebagian besar utas ini tampaknya menggerutu bahwa gelas itu hanya 98% penuh. Saya akan mengambil 98% itu dan melanjutkannya!

Jadi ini memperkuat teori saya bahwa itu bukan bagian dari ruang lingkup atau bagian dari desain mereka. Apa yang mereka lakukan adalah menyediakan fungsionalitas yang cukup untuk menangani masalah evolusi API.

Akan sulit untuk menemukan dan mengidentifikasi jawaban "THE", karena resolusi yang disebutkan dalam komentar dari @EJP: Ada sekitar 2 (+/- 2) orang di dunia yang dapat memberikan jawaban yang pasti sama sekali . Dan dalam keraguan, jawabannya mungkin hanya sesuatu seperti "Mendukung metode standar akhir tampaknya tidak sebanding dengan upaya restrukturisasi mekanisme resolusi panggilan internal". Ini spekulasi, tentu saja, tetapi setidaknya didukung oleh bukti-bukti halus, seperti Pernyataan ini (oleh salah satu dari dua orang) di milis OpenJDK :

"Saya kira jika metode" final default "diizinkan, mereka mungkin perlu menulis ulang dari internal invecpecial ke invokeinterface yang terlihat oleh pengguna."

dan fakta-fakta sepele seperti itu suatu metode sama sekali tidak dianggap sebagai metode final (benar-benar) ketika itu adalah defaultmetode, seperti yang saat ini diimplementasikan dalam metode Method :: is_final_method di OpenJDK.

Lebih jauh lagi, informasi "otoritatif" memang sulit ditemukan, bahkan dengan pencarian web yang berlebihan dan dengan membaca log komit. Saya berpikir bahwa itu mungkin terkait dengan ambiguitas potensial selama resolusi panggilan metode antarmuka dengan invokeinterfaceinstruksi dan dan metode panggilan kelas, sesuai dengan invokevirtualinstruksi: Untuk invokevirtualinstruksi, mungkin ada pencarian vtable sederhana , karena metode tersebut harus diwariskan dari superclass, atau diimplementasikan oleh kelas secara langsung. Berbeda dengan itu, invokeinterfacepanggilan harus memeriksa situs panggilan masing-masing untuk mengetahui antarmuka mana panggilan ini sebenarnya mengacu (ini dijelaskan secara lebih rinci di halaman InterfaceCalls dari Wiki HotSpot). Namun,finalmetode tidak dimasukkan sama sekali ke dalam vtable , atau mengganti entri yang ada di vtable (lihat klassVtable.cpp. Line 333 ), dan demikian pula, metode default mengganti entri yang ada di vtable (lihat klassVtable.cpp, Line 202 ) . Jadi alasan sebenarnya (dan dengan demikian, jawabannya) harus disembunyikan lebih dalam di dalam mekanisme resolusi pemanggilan metode (agak rumit), tetapi mungkin referensi ini akan tetap dianggap membantu, baik hanya bagi orang lain yang berhasil memperoleh jawaban aktual dari itu.

Saya tidak akan berpikir itu perlu untuk menentukan finalpada metode antarmuka convienience, saya bisa setuju meskipun itu mungkin membantu, tetapi tampaknya biaya telah melebihi manfaatnya.

Apa yang seharusnya Anda lakukan, adalah menulis javadoc yang tepat untuk metode default, menunjukkan dengan tepat apa metode tersebut dan tidak diizinkan untuk melakukannya. Dengan cara itu, kelas yang mengimplementasikan antarmuka "tidak diizinkan" untuk mengubah implementasi, meskipun tidak ada jaminan.

Siapa pun dapat menulis Collectionyang mematuhi antarmuka dan kemudian melakukan hal-hal dalam metode yang benar-benar berlawanan dengan intuisi, tidak ada cara untuk melindungi diri dari itu, selain menulis unit test yang luas.

Kami menambahkan defaultkata kunci ke metode kami di dalam interfacesaat kami tahu bahwa kelas yang memperpanjang interfacemungkin atau tidaknya overrideimplementasi kami. Tetapi bagaimana jika kita ingin menambahkan metode yang kita tidak ingin kelas implementasinya menimpa? Ya, dua opsi tersedia untuk kita:

1. Tambahkan default finalmetode.
2. Tambahkan staticmetode.

Sekarang, Java mengatakan bahwa jika kita memiliki class dua atau lebih implementasi interfacessehingga mereka memiliki defaultmetode dengan nama dan tanda tangan metode yang sama persis yaitu duplikat, maka kita perlu menyediakan implementasi metode itu di kelas kita. Sekarang dalam hal default finalmetode, kami tidak dapat memberikan implementasi dan kami macet. Dan itulah sebabnya finalkata kunci tidak digunakan dalam antarmuka.