一文汇总Java 修饰符

╰+攻爆jí腚メ 2023-06-06 12:14 1阅读 0赞

**目录**

修饰符

注解和接口(Annotation & Interface)

访问修饰符(Access Modifier)

万能的final(Omni-final)

互斥修饰符(Mutually Exclusive Modifiers)

修饰符的申明顺序(Declaration Order of Modifiers)

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# 修饰符 #

在《[Java关键字分类解析][Java]》一文里已经对Java的所有关键字进行了分类归组，并对部分关键字做了一些简单的介绍分析。不过对于修饰符这部分值得更详细的探讨，所以本文就来讲述下这些修饰符在Java中的功能及应用。

Java的关键字里总共有11种修饰符，但实际上还有一种[访问修饰符(Access Modifier)][Access Modifier]，那就是“没有修饰”的修饰符，也就是不加任何修饰符在作用对象上。这种修饰符没有固定名称，以下都是出现过的的名字：**“默认(default)”、“无修饰(No Modifier)”、“包私有(Package-Private)”、“包可见(Package)”**。本文将以*`(package)`*来表示该隐形的修饰符，然后针对一共12种修饰符来作阐述。

对于所有Java的概念，可以应用修饰符的对象有三种：**类(Class)、方法(Method)、变量(Variable)**。进一步考虑，Java可以在类的定义里定义另一个类，所以对于类定义的位置又分出：[顶层类(Top-level Class)][Top-level Class]，即直接定义在文件包下的类；和[嵌套类(Nested Class)][Nested Class]。对于变量，根据其是定义在类中还是方法中，可分别定义为：类字段(Class Field)和局部变量(Local Variable)。

再进一步分类的话，嵌套类还可以分成静态嵌套类(Static Nested Class)和内部类(Inner Class)，不过这只是static修饰符起的效果，所以不进一步区分。同样的对于方法也不区分静态方法和对象方法，对字段也不分静态字段(Static Field)和实例变量(Instance Variable)。对于局部变量，其实还可以细分出方法参数(Method Parameter)，但它的效果基本跟方法内直接定义的变量效果一致，所以不做区分。这里**也不对接口(interface)进行讨论，因为它基本相当于是完全抽象类(abstract class)**。

这样就得到了5种基本的修饰符作用对象，但不是所有的修饰符都可以作用在每一种对象上，所以把12种修饰符在Java中实际可作用的对象总结成下表：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>MODIFIER</th> 
   <th colspan="2">CLASS</th> 
   <th>METHOD</th> 
   <th colspan="2">VARIABLE</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>TOP-LEVEL CLASS</th> 
   <th>NESTED CLASS</th> 
   <th>CLASS FIELD</th> 
   <th>LOCAL VARIABLE</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>private</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>protected</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><em>(package)</em></td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>–</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>abstract</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>final</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>native</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>strictfp</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>synchronized</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>transient</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>volatile</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
   <td>YES</td> 
   <td><span style="color:#f33b45;">NO</span></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 注解和接口(Annotation & Interface) ##

在[Java Syntax][]表中可以找到12种不同的修饰符，不包括*`(package)`*，但包含了[注解(Annotation)][Annotation]。由于注解可以进行自定义，也不同于本文主要讨论的**修饰符针对一个作用对象只能出现一次（或没有）**，注解可以有多个同时作用在同一个对象上，所以不对注解做详细介绍。

另一方面，Java也有一个系统类叫[`Modifier`][Modifier]，它内部定义了12种静态常量，其中11中对应着11种关键字指定的修饰符，另外一种也不是*`(package)`*，而是[interface][]。

这些静态常量其实只是比特位标记，Java库的[`Class`][Class]、[`Method`][Method]、[`Field`][Field]都有`getModifiers()`方法返回指定对象所拥有的修饰符。`Modifier`类里还有许多静态方法来辅助检测指定的修饰符是否存在。虽然没有任何判定*`(package)`*修饰符的方法，但其实检测对象没有`public`、`protected`、`private`任一种修饰符，那就说明它是*`(package)`*修饰符了。

自Java 7开始，`Modifier`还提供方法返回可应用于各对象的修饰符的汇总，对于这些源码提供的信息也侧面反应出了表的内容：

对于`interface`是修饰符，想必主要是为了区别类和接口。其实`Modifier`还有很多非公开的常量定义，这些都不在本文讨论范围。本文的也不将`interface`认定为修饰符，所以研究对象还是基于表中罗列的12种修饰符。

## 访问修饰符(Access Modifier) ##

对于访问修饰符，Java开发者都不会陌生，它们的作用主要是限制类自身和其成员的可访问域。下表就是对于访问限制的总结：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>MODIFIER</th> 
   <th>CLASS</th> 
   <th>PACKAGE</th> 
   <th>SUBCLASS</th> 
   <th>WORLD</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>public</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>protected</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>NO</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><em>(package)</em></td> 
   <td>YES</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>NO</td> 
   <td>NO</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>private</td> 
   <td>YES</td> 
   <td>NO</td> 
   <td>NO</td> 
   <td>NO</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（想起大学刚学Java的时候，我还是[将这些修饰符跟现实生活来对照][Link 1]进行记忆，而现在对它们的理解则已经成了条件反射式。）

回看之前的表格可以看到对于顶层类(Top-level Class)，只有`public`和*`(package)`*，所以这里也提一条对于类定义的限制：  
一个文件只能有一个（可以没有）公开顶层类，且该类必须和文件同名。

## 万能的final(Omni-final) ##

几乎所有修饰符都有不能应用的对象，唯独[final][]是可以作用在所有对象上都可以修饰，但是[它们的意义不完全相同][Link 2]。

>  *  类(class): 用`final`修饰的类不能定义子类。
>  *  方法(Method): 用`final`修饰的方法不能被子类覆盖。
>  *  变量(Variable): 用`final`修饰的变量只能被初始化一次，之后变量不能再被赋值。

## 互斥修饰符(Mutually Exclusive Modifiers) ##

对一个指定的作用对象而言，可以拥有多个不同的修饰符，但不是所有修饰符都可以同时修饰一个对象的，很多修饰符之间都有互斥性。比如4种访问修饰符之间就是互斥的，只能限定一个且只有一个访问修饰符。但**访问修饰符和基础修饰符**之间没有任何互斥关系。

`abstract`几乎和其他所有基础修饰符都有互斥关系，毕竟`abstract`表示所修饰对象表示其内容将由子类决定，自身没有具体实现。唯一的例外就是在修饰类的时候，`abstract`可以和`strictfp`组合使用。这也可以理解，因为抽象类可以有部分方法是被实现的。

**`volatile`修饰符只能作用在类字段上，它基本用在多线程编程方面，用以表明线程要访问字段的值时必须获取其最新的内容**。它和`final`不能同时修饰一个字段，因为`final`表示字段在初始化话只能读不能写，也就不用担心它有新的值。

修饰符的互斥约束基本就这些，其实也不用去记忆它们，现代的Java编译器都能在编译时就告诉开发者哪些是不合法的修饰符组合，IDE也会对这些违规写法抛出错误来提醒开发者。

## 修饰符的申明顺序(Declaration Order of Modifiers) ##

当某个对象的修饰符满足了上述的所有条件，那这些修饰符就可以合法存在并对这个对象起作用。不过之于多个修饰在申明顺序，Java编译器并没用做强制的规定。

比如想要定义一个公开的不加入到序列化的静态常量，下边在制定类中的定义方式都是有效的（即使说`static`和`transient`放在一起一般没什么意义）：

public static final transient int zero = 0;
    static transient public final int one = 1;
    final public transient static int two = 2;
    transient final static public  int three = 3;

但为了保持编写风格的一致性，以及代码的可读性，对于修饰符的申明顺序还是有要求的。其实前面Modifier提供的修饰符汇总方法就可以反映出修饰符的申明顺序。另外，在[Java Language Specification的Classes一章][Java Language Specification_Classes]里也对[类修饰符][Link 3]、[方法修饰符][Link 4]、[字段修饰符][Link 5]的罗列顺序也就是通常申明时要遵循的顺序。归总如下（这里将注解也包括进来）就是

*  `Annotation`
 *  `public`
 *  `protected`
 *  `private`
 *  `static`
 *  `abstract`
 *  `final`
 *  `native`
 *  `synchronized`
 *  `transient`
 *  `volatile`
 *  `strictfp`

这个顺序也不用记忆，虽然编译器不会对它们进行约束，但有很多[Checkstyle][]工具都会帮助开发者设定代码风格限定条件，并对不符合条件的写法抛出错误指示。

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原文链接：

[Java修饰符及其作用对象][Java 1]

[Java]: http://blog.iderzheng.com/category-of-java-keywords/
[Access Modifier]: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/accesscontrol.html
[Top-level Class]: https://blogs.oracle.com/darcy/entry/nested_inner_member_and_top
[Nested Class]: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/nested.html
[Java Syntax]: http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-18.html
[Annotation]: https://en.wikipedia.org/wiki/Java_annotation
[Modifier]: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/reflect/Modifier.html
[interface]: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/createinterface.html
[Class]: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/Class.html#getModifiers%28%29
[Method]: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/reflect/Member.html#getModifiers%28%29
[Field]: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/reflect/Field.html#getModifiers%28%29
[Link 1]: http://blog.iderzheng.com/build-life-and-build-program/
[final]: https://en.wikipedia.org/wiki/Final_%28Java%29
[Link 2]: http://blog.iderzheng.com/final-keyword-in-java/
[Java Language Specification_Classes]: http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-8.html
[Link 3]: http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-8.html#jls-8.1.1
[Link 4]: http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-8.html#jls-8.4.3
[Link 5]: http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-8.html#jls-8.3.1
[Checkstyle]: https://en.wikipedia.org/wiki/Checkstyle
[Java 1]: https://blog.iderzheng.com/java-modifiers/