接口、抽象类的区别

抽象类

抽象类是用来捕捉子类的通用特性的 。它不能被实例化，只能被用作子类的超
类。抽象类是被用来创建继承层级里子类的模板。以 JDK 中的 GenericServlet
为例：

public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {
// abstract method
abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res);
void init() {
// Its implementation
}
// other method related to Servlet
}

当 HttpServlet 类继承 GenericServlet 时，它提供了 service 方法的实现：

public class HttpServlet extends GenericServlet {
void service(ServletRequest req, ServletResponse res) {
// implementation
}
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
// Implementation
}
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
// Implementation
}
// some other methods related to HttpServlet
}

接口

接口是抽象方法的集合。如果一个类实现了某个接口，那么它就继承了这个接口
的抽象方法。这就像契约模式，如果实现了这个接口，那么就必须确保使用这些
方法。接口只是一种形式，接口自身不能做任何事情。以 Externalizable 接口为
例：

public interface Externalizable extends Serializable {
 void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
 void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

当你实现这个接口时，你就需要实现上面的两个方法：

public class Employee implements Externalizable {
 int employeeId;
 String employeeName;
 @Override
 public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
  employeeId = in.readInt();
  employeeName = (String) in.readObject();
 }
 @Override
 public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
  out.writeInt(employeeId);
  out.writeObject(employeeName);
 }
}

抽象类和接口的对比

1.png

什么时候使用抽象类和接口

• 如果你拥有一些方法并且想让它们中的一些有默认实现，那么使用抽象类吧。
• 如果你想实现多重继承，那么你必须使用接口。由于 Java 不支持多继承，子类不能够继承多个类，但可以实现多个接口。因此你就可以使用接口来解决它。
• 如果基本功能在不断改变，那么就需要使用抽象类。如果不断改变基本功能
并且使用接口，那么就需要改变所有实现了该接口的类。

什么时候使用抽象类？

抽象类让你可以定义一些默认行为并促使子类提供任意特殊化行为。
例如：Spring 的依赖注入就使得代码实现了集合框架中的接口原则和抽象实现。

Java8 中的默认方法和静态方法

Oracle 已经开始尝试向接口中引入默认方法和静态方法，以此来减少抽象类和接口之间的差异。现在，我们可以为接口提供默认实现的方法了并且不用强制子类来实现它。

从 java 容器类的设计讨论抽象类和接口的应用

除了前面提到的一个问题：多态到底是用抽象类还是接口实现？我还看到有人评论说：现在都是提倡面向接口编程，使用抽象类的都被称为上世纪的老码农了。哈哈。看到这个说法我也是苦笑不得。不过，面向接口编程的确是一个趋势，java8 已经支持接口实现默认方法和静态方法了，抽象类和接口之间的差异越来越小。
闲话少说，我们开始讨论抽象类和接口的应用。
full_container_taxonomy

2.png

上图是 java 容器类的类继承关系。我们以容器类中 ArrayList 为例子来讨论抽象类和接口的应用。

ArrayList 类继承关系

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
}
ArrayList继承了AbstractList，实现了List，RandomAccess，Cloneable，Serializable

3.png

上图是 ArrayList 的类继承关系。可以看到，ArrayList 的继承关系中既使用了抽象类，也使用了接口。
• 最顶层的接口是 Iterable，表示这是可迭代的类型。所有容器类都是可迭代的，这是一个极高的抽象。
• 第二层的接口是 Collection，这是单一元素容器的接口。集合，列表都属于此类。
• 第三层的接口是 List，这是所有列表的接口。
通过三个接口，我们可以找到容器类的三个抽象特性，实现这些接口就意味着拥有这些接口的特性。
• AbstractCollection 实现了 Collection 中的部分方法。
• AbstractList 实现了 AbstractCollection 和 List 中的部分方法。
上面的抽象类提供了一些方法的默认实现，给具体类提供了复用代码。

纯抽象类实现

如果我们像一个老码农一样，用抽象类来实现上面的接口会有怎样的效果？那么，类图可能变成这样。
AbtractList
抽象类在这里存在着一个很大的问题，它不能多继承，在抽象的层次上没有接口
高，也没有接口灵活。例如说：
List + AbstractCollection -> AbstractList
.
.
Set + AbstractCollection -> AbstractSet
.
单纯用抽象类无法实现像接口一样灵活的扩展。

纯接口实现

如果我们像一个新码农一样，用纯接口来实现呢？
InterfaceList
这样写理论上没有问题，实际写代码的时候问题就来了。所有的接口都要提供实现，于是你不得不在各个实现类中重复代码。

总结

经过上面的讨论，我们得出两个结论：
• 抽象类和接口并不能互相替代。
• 抽象类和接口各有不可替代的作用。
从容器类的类关系图中可以看到，接口主要是用来抽象类型的共性，例如说，容器的可迭代特性。抽象类主要是给具体实现类提供重用的代码，例如说，List 的一些默认方法。

抽象类和接口的使用时机

那么，什么时候该用抽象类，什么时候该用接口呢？
要解决上面的问题，我们先从弄清楚抽象类和接口之间的关系。首先，我们都知道类对事物的抽象，定义了事物的属性和行为。而抽象类是不完全的类，具有抽象方法。接口则比类的抽象层次更高。所以，我们可以这样理解它们之间的关系：类是对事物的抽象，抽象类是对类的抽象，接口是对抽象类的抽象。
从这个角度来看 java 容器类，你会发现，它的设计正体现了这种关系。不是吗？
从 Iterable 接口，到 AbstractList 抽象类，再到 ArrayList 类。
现在回答前面的问题：在设计类的时候，首先考虑用接口抽象出类的特性，当你发现某些方法可以复用的时候，可以使用抽象类来复用代码。简单说，接口用于抽象事物的特性，抽象类用于代码复用。
当然，不是所有类的设计都要从接口到抽象类，再到类。程序设计本就没有绝对的范式可以遵循。上面的说法只是提供一个角度来理解抽象类和接口的关系，每个人都会有自己的理解，有人认为两者一点关系都没有，这也有道理。总之，模式和语法是死的，人是活的。