再学Java 之 interface的成员变量

前言：最近在学多线程，写“哲学家就餐问题（Dining Philosophers）”的时候，需要定义一个全局的变量，即哲学家的人数。常用的做法是在其中一个类中定义一个static final的变量，然后让其他类通过类名访问他。在这里，想使用之前实训项目的第一版应用层协议的设计想法，即使用一个接口类来定义所有子类都会使用到的变量。然后，就引出了一个interface成员变量和static final的问题。

（一）一个简单的问题　　

　　首先，看一段代码：

 1  //Variable.java

 2  public interface Variable {

 3      public int NUM_PHILOSOPHERS = 5;

 4  }

 5   

 6  //DiningPhilosophers.java

 7  public class DiningPhilosophers implements Variable{

 8      public static void main(String[] args) {

 9          Lock[] chopsticks = new ReentrantLock[NUM_PHILOSOPHERS];

10          System.out.println(chopsticks.length);

11      }

12  }

 

　　上述代码中，DiningPhilosophers类的static方法直接使用接口中的public int变量，是否会出错？

（二）解析

　　可能会有人第一反应是不可以，因为静态方法不能直接使用类的非静态成员变量。我的一部分朋友也是这么想的（好吧，不排除我的误导）。

　　实际上，上面的程序并没有问题。

　　（1）首先，静态方法的确不能直接使用类的非静态成员变量。我曾经写过一篇类似的博文《再学Java 之 解决No enclosing of type * is accessable》大家可以参考一下。

　　（2）其次，所有的interface成员变量都必须是public static final 的（原因后面会解释），所以我们在写代码的时候可以省略一部分修饰符，所以上面的NUM_PHILOSOPHERS就算声明语句为 int NUM_PHILOSOPHERS=5；它依然是一个public static final变量（所以，这也解释了，如果我们不对其赋初始值，为什么会报错）。我们可以使用javap工具查看Variable类的编译信息：

　　

　　（3）最后解释一下为什么interface的成员变量必须是public static final的。

　　我在Google上搜到了一篇比较不错的文章《Why do we have only public static final variables in interfaces?》，下面大概翻译一下（有改动）：

　　接口定义了行为的协议，而不是行为如何执行实现。实现接口的类支持该接口中定义的行为协议。

　　接口中声明的所有字段都是public static final的。为什么？

• 如果一个变量没有被定义为final，任何类的实现都可以改变变量的值。同时他就会变成类的实现的一部分，而接口是一个不带任何实现的纯粹的规范；
• 如果变量是静态的，那么这个变量就是属于接口的，而不是属于实例对象或者运行时的对象的。（注：由于接口不能被实例化，所以，定义为非静态，其实也没有意义。）；
• 接口定义了调用者如何跟接口的实现类的实例对象交互，所以如果成员不是public，那么调用者没办法去方法它；

　　接口的每一个字段的声明都必须是pubic static final 的，它允许我们在声明时指定所有或者部分修饰符。同时，任何字段的声明必须有一个初始化表达式，它可以不用一定是一个常量表达式，它的计算和赋值只会进行一次，然后这个接口字段就被初始化了（注：这是一个很有趣的特性，有兴趣可以一起聊聊:-)）。