我希望能够在一个包中编写一个Java类,它可以访问另一个包中类的非公共方法,而不必使它成为另一个类的子类。这可能吗?
据我所知,这是不可能的。
也许,你可以给我们更多关于你的设计的细节。像这样的问题很可能是设计缺陷造成的。
只考虑
如果这些类如此密切相关,为什么它们在不同的包中? A是否访问B的私有成员,或者操作是否应该移动到类B并由A触发? 这是真正的调用还是事件处理更好?
如果你想访问受保护的方法,你可以创建一个你想要使用的类的子类,它将你想要使用的方法公开为公共的(或者是更安全的命名空间内部的),并在你的类中有一个类的实例(将它用作代理)。
就私人方法而言(我认为)你运气不好。
Java的设计者明确地拒绝了朋友的概念,因为它在c++中是有效的。你把你的"朋友"放在同一个包裹里。私有的、受保护的和打包的安全性是作为语言设计的一部分强制执行的。
James Gosling希望Java成为没有错误的c++。我相信他觉得这个朋友是一个错误,因为它违反了面向对象的原则。包提供了一种合理的方式来组织组件,而不会对OOP过于纯粹。
NR指出,你可以使用反射来作弊,但即使这样也只在你没有使用SecurityManager的情况下有效。如果您启用了Java标准安全性,那么您将无法通过反射进行欺骗,除非您编写了专门允许反射的安全策略。
例如,“朋友”概念在Java中很有用,可以将API与其实现分开。实现类通常需要访问API类的内部内容,但这些内容不应该公开给API客户端。这可以使用“朋友访问器”模式来实现,如下所示:
通过API公开的类:
package api;
public final class Exposed {
static {
// Declare classes in the implementation package as 'friends'
Accessor.setInstance(new AccessorImpl());
}
// Only accessible by 'friend' classes.
Exposed() {
}
// Only accessible by 'friend' classes.
void sayHello() {
System.out.println("Hello");
}
static final class AccessorImpl extends Accessor {
protected Exposed createExposed() {
return new Exposed();
}
protected void sayHello(Exposed exposed) {
exposed.sayHello();
}
}
}
提供'friend'功能的类:
package impl;
public abstract class Accessor {
private static Accessor instance;
static Accessor getInstance() {
Accessor a = instance;
if (a != null) {
return a;
}
return createInstance();
}
private static Accessor createInstance() {
try {
Class.forName(Exposed.class.getName(), true,
Exposed.class.getClassLoader());
} catch (ClassNotFoundException e) {
throw new IllegalStateException(e);
}
return instance;
}
public static void setInstance(Accessor accessor) {
if (instance != null) {
throw new IllegalStateException(
"Accessor instance already set");
}
instance = accessor;
}
protected abstract Exposed createExposed();
protected abstract void sayHello(Exposed exposed);
}
从'friend'实现包中的类的访问示例:
package impl;
public final class FriendlyAccessExample {
public static void main(String[] args) {
Accessor accessor = Accessor.getInstance();
Exposed exposed = accessor.createExposed();
accessor.sayHello(exposed);
}
}
我更喜欢委托、组合或工厂类(取决于导致这个问题的问题),以避免将其设置为公共类。
如果是“不同包中的接口/实现类”问题,那么我将使用一个公共工厂类,它将与impl包位于同一个包中,并防止impl类的暴露。
如果这是一个“我讨厌让这个类/方法公开,只是为了在不同的包中为其他类提供这个功能”的问题,那么我会在同一个包中使用一个公共委托类,并且只公开“外部”类所需的部分功能。
其中一些决策是由目标服务器类加载体系结构(OSGi包、WAR/EAR等)、部署和包命名约定驱动的。例如,上面提出的解决方案“朋友访问器”模式对于普通的java应用程序非常聪明。我想知道在OSGi中实现它是否会因为类加载风格的不同而变得棘手。
提供的解决方案可能不是最简单的。另一种方法基于与c++相同的思想:除了所有者与自己为友的特定类外,在包/私有作用域之外不能访问私有成员。
需要对成员进行友元访问的类应该创建一个内部公共抽象“友元类”,拥有隐藏属性的类可以通过返回实现访问实现方法的子类导出对该类的访问。友元类的“API”方法可以是私有的,因此在需要友元访问的类外部无法访问它。它的唯一语句是对导出类实现的抽象受保护成员的调用。
代码如下:
首先是验证它是否实际工作的测试:
package application;
import application.entity.Entity;
import application.service.Service;
import junit.framework.TestCase;
public class EntityFriendTest extends TestCase {
public void testFriendsAreOkay() {
Entity entity = new Entity();
Service service = new Service();
assertNull("entity should not be processed yet", entity.getPublicData());
service.processEntity(entity);
assertNotNull("entity should be processed now", entity.getPublicData());
}
}
然后,需要友方访问Entity的包私有成员的服务:
package application.service;
import application.entity.Entity;
public class Service {
public void processEntity(Entity entity) {
String value = entity.getFriend().getEntityPackagePrivateData();
entity.setPublicData(value);
}
/**
* Class that Entity explicitly can expose private aspects to subclasses of.
* Public, so the class itself is visible in Entity's package.
*/
public static abstract class EntityFriend {
/**
* Access method: private not visible (a.k.a 'friendly') outside enclosing class.
*/
private String getEntityPackagePrivateData() {
return getEntityPackagePrivateDataImpl();
}
/** contribute access to private member by implementing this */
protected abstract String getEntityPackagePrivateDataImpl();
}
}
最后:Entity类,它仅对类application.service.Service提供对包私有成员的友好访问。
package application.entity;
import application.service.Service;
public class Entity {
private String publicData;
private String packagePrivateData = "secret";
public String getPublicData() {
return publicData;
}
public void setPublicData(String publicData) {
this.publicData = publicData;
}
String getPackagePrivateData() {
return packagePrivateData;
}
/** provide access to proteced method for Service'e helper class */
public Service.EntityFriend getFriend() {
return new Service.EntityFriend() {
protected String getEntityPackagePrivateDataImpl() {
return getPackagePrivateData();
}
};
}
}
好吧,我必须承认它比“friend service:: service;”稍微长一点,但是可以在使用注释保留编译时检查的同时缩短它。
在Java中,有可能具有“包相关的友好性”。 这对于单元测试很有用。 如果你在一个方法前没有指定private/public/protected,它将是“friend in the package”。 同一个包中的类将能够访问它,但它在类外部是私有的。
这个规则并不总是为人所知,它很好地近似于c++的“朋友”关键字。 我觉得这是一个很好的替代品。
对于您的问题,有两种解决方案不涉及将所有类保存在同一个包中。
第一种是使用(实用API设计,Tulach 2008)中描述的朋友访问器/朋友包模式。
第二种是使用OSGi。这里有一篇文章解释了OSGi是如何实现这一点的。
相关问题:1、2和3。
Eirikma的回答简单而出色。我可能还要补充一点:与其使用一个公共可访问的方法getFriend()来获取一个不能使用的朋友,不如更进一步,不允许获取没有令牌的朋友:getFriend(Service.FriendToken)。这个FriendToken将是一个具有私有构造函数的内部公共类,因此只有Service可以实例化一个。
我认为c++中的友类就像Java中的内部类概念。使用内部类 实际上可以定义一个外围类和一个封闭类。封闭类具有对其封闭类的public和private成员的完全访问权。 请看下面的链接: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/nested.html
我同意在大多数情况下,friend关键字是不必要的。
包的私有(又名。默认值)在大多数情况下(您有一组严重交织的类)就足够了 对于希望访问内部内容的调试类,我通常将方法设置为私有并通过反射访问它。速度在这里通常不重要 有时,您实现的方法是“黑客”或其他容易更改的方法。我将其设为public,但使用@Deprecated表示不应该依赖于此方法。
最后,如果确实有必要,还有其他答案中提到的朋友访问器模式。
这里有一个小技巧,我用JAVA复制c++的朋友机制。
假设我有一个类罗密欧和另一个类朱丽叶。因为仇恨的原因,他们在不同的包裹(家庭)里。
罗密欧想要拥抱朱丽叶,而朱丽叶只想让罗密欧拥抱她。
在c++中,朱丽叶会宣布罗密欧是(恋人)朋友,但在java中没有这样的事情。
下面是这些类和诀窍:
女士优先:
package capulet;
import montague.Romeo;
public class Juliet {
public static void cuddle(Romeo.Love love) {
Objects.requireNonNull(love);
System.out.println("O Romeo, Romeo, wherefore art thou Romeo?");
}
}
这就是朱丽叶的方法。拥抱是公开的,但你需要一个罗密欧。我喜欢这么称呼它。它用的是罗密欧。Love作为“签名安全”,以确保只有Romeo可以调用此方法并检查爱是否真实,以便运行时在它为空时抛出NullPointerException。
现在,孩子们:
package montague;
import capulet.Juliet;
public class Romeo {
public static final class Love { private Love() {} }
private static final Love love = new Love();
public static void cuddleJuliet() {
Juliet.cuddle(love);
}
}
罗密欧班。爱是公开的,但它的创造者却是私人的。因此,任何人都可以看到它,但只有罗密欧才能建造它。我用了一个静态的参考,所以罗密欧。从未使用过的爱只会被构建一次,不会影响优化。
因此,罗密欧可以拥抱朱丽叶,而且只有他可以,因为只有他可以构建和接近一个罗密欧。Love实例,Juliet需要它来拥抱她(否则她会用NullPointerException打你)。
我发现解决这个问题的一个方法是创建一个accessor对象,如下所示:
class Foo {
private String locked;
/* Anyone can get locked. */
public String getLocked() { return locked; }
/* This is the accessor. Anyone with a reference to this has special access. */
public class FooAccessor {
private FooAccessor (){};
public void setLocked(String locked) { Foo.this.locked = locked; }
}
private FooAccessor accessor;
/** You get an accessor by calling this method. This method can only
* be called once, so calling is like claiming ownership of the accessor. */
public FooAccessor getAccessor() {
if (accessor != null)
throw new IllegalStateException("Cannot return accessor more than once!");
return accessor = new FooAccessor();
}
}
调用getAccessor()的第一个代码声明访问器的所有权。通常,这是创建对象的代码。
Foo bar = new Foo(); //This object is safe to share.
FooAccessor barAccessor = bar.getAccessor(); //This one is not.
这也比c++的友元机制有一个优势,因为它允许您在每个实例级别限制访问,而不是在每个类级别限制访问。通过控制访问器引用,可以控制对对象的访问。你也可以创建多个访问器,并给每个访问器不同的访问权限,这允许细粒度地控制哪些代码可以访问哪些:
class Foo {
private String secret;
private String locked;
/* Anyone can get locked. */
public String getLocked() { return locked; }
/* Normal accessor. Can write to locked, but not read secret. */
public class FooAccessor {
private FooAccessor (){};
public void setLocked(String locked) { Foo.this.locked = locked; }
}
private FooAccessor accessor;
public FooAccessor getAccessor() {
if (accessor != null)
throw new IllegalStateException("Cannot return accessor more than once!");
return accessor = new FooAccessor();
}
/* Super accessor. Allows access to secret. */
public class FooSuperAccessor {
private FooSuperAccessor (){};
public String getSecret() { return Foo.this.secret; }
}
private FooSuperAccessor superAccessor;
public FooSuperAccessor getAccessor() {
if (superAccessor != null)
throw new IllegalStateException("Cannot return accessor more than once!");
return superAccessor = new FooSuperAccessor();
}
}
最后,如果您想让事情更有条理,您可以创建一个引用对象,它将所有内容放在一起。这允许您使用一个方法调用来声明所有访问器,并将它们与其链接的实例保持在一起。一旦你有了引用,你就可以把访问器传递给需要它的代码:
class Foo {
private String secret;
private String locked;
public String getLocked() { return locked; }
public class FooAccessor {
private FooAccessor (){};
public void setLocked(String locked) { Foo.this.locked = locked; }
}
public class FooSuperAccessor {
private FooSuperAccessor (){};
public String getSecret() { return Foo.this.secret; }
}
public class FooReference {
public final Foo foo;
public final FooAccessor accessor;
public final FooSuperAccessor superAccessor;
private FooReference() {
this.foo = Foo.this;
this.accessor = new FooAccessor();
this.superAccessor = new FooSuperAccessor();
}
}
private FooReference reference;
/* Beware, anyone with this object has *all* the accessors! */
public FooReference getReference() {
if (reference != null)
throw new IllegalStateException("Cannot return reference more than once!");
return reference = new FooReference();
}
}
在多次碰头会之后(不是那种好的碰头会),这是我的最终解决方案,我非常喜欢它。它灵活,使用简单,并且允许对类访问进行很好的控制。(只有参考的访问非常有用。)如果你使用protected而不是private作为访问器/引用,Foo的子类甚至可以从getReference返回扩展的引用。它也不需要任何反射,因此可以在任何环境中使用。
下面是一个具有可重用Friend类的清晰用例示例。这种机制的好处是使用简单。也许给单元测试类比应用程序的其他部分更多的访问权是好的。
首先,这里有一个如何使用Friend类的示例。
public class Owner {
private final String member = "value";
public String getMember(final Friend friend) {
// Make sure only a friend is accepted.
friend.is(Other.class);
return member;
}
}
然后在另一个包中你可以这样做:
public class Other {
private final Friend friend = new Friend(this);
public void test() {
String s = new Owner().getMember(friend);
System.out.println(s);
}
}
Friend类如下所示。
public final class Friend {
private final Class as;
public Friend(final Object is) {
as = is.getClass();
}
public void is(final Class c) {
if (c == as)
return;
throw new ClassCastException(String.format("%s is not an expected friend.", as.getName()));
}
public void is(final Class... classes) {
for (final Class c : classes)
if (c == as)
return;
is((Class)null);
}
}
然而,问题是,它可能会被这样滥用:
public class Abuser {
public void doBadThings() {
Friend badFriend = new Friend(new Other());
String s = new Owner().getMember(badFriend);
System.out.println(s);
}
}
现在,Other类可能确实没有任何公共构造函数,因此不可能实现上面的Abuser代码。但是,如果您的类确实有一个公共构造函数,那么可能建议将Friend类复制为内部类。以Other2类为例:
public class Other2 {
private final Friend friend = new Friend();
public final class Friend {
private Friend() {}
public void check() {}
}
public void test() {
String s = new Owner2().getMember(friend);
System.out.println(s);
}
}
然后Owner2类是这样的:
public class Owner2 {
private final String member = "value";
public String getMember(final Other2.Friend friend) {
friend.check();
return member;
}
}
注意Other2。Friend类有一个私有构造函数,因此这是一种更安全的方式。
我认为,使用朋友访问器模式的方法太复杂了。我不得不面对同样的问题,我使用Java中来自c++的优秀的旧复制构造函数来解决:
public class ProtectedContainer {
protected String iwantAccess;
protected ProtectedContainer() {
super();
iwantAccess = "Default string";
}
protected ProtectedContainer(ProtectedContainer other) {
super();
this.iwantAccess = other.iwantAccess;
}
public int calcSquare(int x) {
iwantAccess = "calculated square";
return x * x;
}
}
在你的应用程序中,你可以写以下代码:
public class MyApp {
private static class ProtectedAccessor extends ProtectedContainer {
protected ProtectedAccessor() {
super();
}
protected PrivateAccessor(ProtectedContainer prot) {
super(prot);
}
public String exposeProtected() {
return iwantAccess;
}
}
}
这种方法的优点是只有您的应用程序可以访问受保护的数据。它并不完全是friend关键字的替代。但我认为当您编写自定义库并且需要访问受保护的数据时,它非常适合。
当你必须处理ProtectedContainer的实例时,你可以将ProtectedAccessor包裹在它周围,这样你就获得了访问权。
它还适用于受保护的方法。在API中定义它们。稍后在应用程序中编写一个私有包装器类,并将受保护的方法公开为公共方法。就是这样。
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