Java修飾符關鍵詞大全

本文由碼農網 – 小峰原創翻譯，轉載請看清文末的轉載要求，歡迎參與我們的付費投稿計劃！

我成為一個Java程式設計師距今已有一段時日。最近，有人問我關於Java修飾符關鍵字的一個問題，但我根本不知道那是什麼。所以我覺得除了實際程式設計和演算法，我也有必要學習這些內容。

通過谷歌搜尋，我只得到一些瑣碎的要點，並不完整。所以我以此主題寫了這篇文章。這也是一個可用於測試你的電腦科學知識的面試問題。

Java修飾符是你新增到變數、類和方法以改變其含義的關鍵詞。它們可分為兩組：

1. 訪問控制修飾符
2. 非訪問修飾符

讓我們先來看看訪問控制修飾符，以及如何使用它們的一些程式碼示例。

修飾符	說明
public	公共可見
private	類可見
protected	包和所有的子類可見

那麼如何使用這三種訪問控制修飾符呢？請看下面兩個類。請忽略此處程式碼的低效，因為這是教程。

建立一個名為project/mypackage/Person.java檔案，並新增以下程式碼：

package mypackage;
class Person {
    private String firstname;
    private String lastname;
    protected void setFirstname(String firstname) {
        this.firstname = firstname;
    }
    protected void setLastname(String lastname) {
        this.lastname = lastname;
    }
    protected String getFirstname() {
        return this.firstname;
    }
    protected String getLastname() {
        return this.lastname;
    }
}

上面的Person類有private變數和protected方法。這意味著這些變數將只能從類訪問，方法將只能從mypackage包訪問。

接下來建立一個名為project/mypackage/Company.java的檔案，並新增以下程式碼：

package mypackage;
import java.util.*;
public class Company {
    private ArrayList<Person> people;
    public Company() {
        this.people = new ArrayList<Person>();
    }
    public void addPerson(String firstname, String lastname) {
        Person p = new Person();
        p.setFirstname(firstname);
        p.setLastname(lastname);
        this.people.add(p);
    }
    public void printPeople() {
        for(int i = 0; i < this.people.size(); i++) {
            System.out.println(this.people.get(i).getFirstname() + " " + this.people.get(i).getLastname());
        }
    }
}

上面的類是公共的，因此它可以從包內部和外部的任何類進行訪問。它有一個只能在類內訪問的私有變數，以及一堆的公共方法。由於Person類和Company類共享相同的包，所以Company類可以訪問Person類以及所有它的方法。

為了完成訪問控制修飾符的示範，讓我們在一個新的project/MainDriver.java檔案中建立一個驅動程式類：

import mypackage.*;
public class MainDriver {
    public static void main(String[] args) {
        Company c = new Company();
        c.addPerson("Nic", "Raboy");
        c.printPeople();
        Person p = new Person();
        p.setFirstname("Maria");
        p.setLastname("Campos");
    }
}

請記住，由於Company類是公共的，所以我們在新增和列印人的時候沒有問題。然而，由於Person類是受保護的，所以我們會得到一個編譯時錯誤，因為MainDriver不是mypackage包的一部分。

現在，讓我們來看看現有的非訪問修飾符，以及如何使用它們的一些示例程式碼。

修飾符	說明
static	用於建立類、方法和變數
final	用於最終確定類、變數和方法的實施方式
abstract	用於建立抽象方法和類
synchronized	用於多執行緒的同步機制對資源進行加鎖，使得在同一個時間，只有一個執行緒可以進行操作
Volatile	一個變數宣告為volatile，就意味著這個變數是隨時會被其他執行緒修改的，因此不能將它cache線上程memory中。

那麼如何使用這五個非訪問修飾符呢？

Java中static修飾符的一個很好的例子就是：

int max = Integer.MAX_VALUE
int numeric = Integer.parseInt("1234");

在上面的例子中，請注意我們利用了Integer類中變數和方法，而不是先例項化。這是因為那些特定的方法和變數都是靜態的。

abstract修飾符則略有不同。你可以建立一個帶方法的類，但它們基本只能定義。你不能對它們新增邏輯。例如：

abstract class Shape {
    abstract int getArea(int width, int height);
}

然後在子類裡，你才可以增加例如下面這樣的程式碼：

class Rectangle extends Shape {
    int getArea(int width, int height) {
        return width * height;
    }
}

下面要講講synchronized和volatile修飾符。

先來看一個執行緒的例子，在這個例子裡我們將從兩個不同的執行緒去訪問相同的方法：

import java.lang.*;
public class ThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                print("THREAD 1");
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                print("THREAD 2");
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
    public static void print(String s) {
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(s + ": " + i);
        }
    }
}

執行上述程式碼將輸出列印一個隨機的順序。可能是連續的，也可能不連續，取決於CPU。然而，如果我們使用synchronized修飾符，那麼第一個執行緒必須在第二個執行緒開始列印之前完成。print(String s)方法可以是這樣的：

public static synchronized void print(String s) {
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        System.out.println(s + ": " + i);
    }
}

接下來，讓我們看看使用volatile 修飾符的例子：

import java.lang.*;
public class ThreadExample {
    public static volatile boolean isActive;
    public static void main(String[] args) {
        isActive = true;
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while(true) {
                    if(isActive) {
                        System.out.println("THREAD 1");
                        isActive = false;
                    }
                }
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while(true) {
                    if(!isActive) {
                        System.out.println("THREAD 2");
                        try {
                            Thread.sleep(100);
                        } catch (Exception e) {
                        }
                        isActive = true;
                    }
                }
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

由於volatile變數是一種狀態標誌，所以執行上面的程式碼會列印執行緒數，並在它們之間交替。這是因為該標誌被儲存在主儲存器中。如果我們去掉volatile關鍵字，該執行緒將只交替一次，因為只使用一個本地參考，兩個執行緒基本上彼此隱身。

結論

Java修飾符理解起來會有一點棘手，而且實際上很多程式設計師並不怎麼熟悉它們。這是一個很好的面試問題，可以用於測試你的書本知識。最後，如果我有什麼遺漏或解釋錯誤的地方，歡迎各位不吝指出。