Java實例化一個抽象類對象的方法教程

更新時間：2017年12月13日 09:19:46 作者：twiceyuan

大家都知道抽象類無法實例化，就無法創(chuàng)建對象。所以下面這篇文章主要給大家介紹了關于Java實例化一個抽象類對象的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，需要的朋友可以參考借鑒，下面隨著小編來一起學習學習吧。

前言

最近在學習的過程中，發(fā)現了一個問題，抽象類在沒有實現所有的抽象方法前是不可以通過new來構建該對象的，但是抽象方法卻是可以有自己的構造方法的。這樣就把我搞糊涂了，既然有構造方法，又不可以通過new來創(chuàng)建，那么抽象類在沒變成具體類的時候究竟可不可以實例化呢？

在Java 中抽象類是不能直接被實例化的。但是很多時候抽象類的該特點成為一個比較麻煩的阻礙。例如如果我想使用動態(tài)代理來給一個抽象類賦予其執(zhí)行抽象方法的能力，就會有兩個困難：1. 動態(tài)代理只能創(chuàng)建實現接口的一個代理對象，而不能是一個繼承抽象類的對象。為此標準的 JVM 中有一些實現，例如 javassist 可以使用字節(jié)碼工具來完成這一目的(ProxyFactory)。

在 Android 中如果想構造一個抽象類對象，恐怕只有 new ClassName() {} 或者繼承之后構造了。但是這兩種方法都是不能由其 Class 對象直接操作的，這就導致一些問題上達不到我們需要的抽象能力。

這里詳細描述一下第一段所說的場景：

首先有一個 interface 文件定義如下（熟悉 Android 的朋友可以看出這是一個提供給 Retrofit 生成代理對象的 Api 配置接口）：

public interface RealApi { 
 @GET("api1")
 Observable<String> api1(); 
 @GET("api2")
 Observable<String> api2(); 
 @GET("api3")
 Observable<String> api3();
 //...其他方法
}

其次再寫一個抽象類，只實現接口的其中一個方法（用來模擬接口數據）：

@MockApi
public abstract class MockApi implements RealApi {
 Observable<String> api3() {
 return Observable.just("mock data");
 }
}

然后我們需要有一個工具，例如 MockManager ，讓他結合我們已存在的 RealApi 對象和 MockApi 類，來構造出一個混合對象，該對象在執(zhí)行 MockApi 中已經定義的方法時，為直接執(zhí)行，在 MockApi 沒有定義該方法時，去調用 RealApi 的方法。其調用方式大概為：

RealApi api = MockManager.build(realApi, MockApi.class);

通過 javassist，完成上述功能很簡單，創(chuàng)建一個 ProxyFactory 對象，設置其 Superclass 為MockApi，然后過濾抽象方法，設置 method handler 調用 realApi 對象的同名同參方法。這里就不再給出代碼實現。

但是在 Android 上，javassist 的該方法會拋出

Caused by: java.lang.UnsupportedOperationException: can't load this type of class file 
  at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:520)
  at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
  at javassist.util.proxy.FactoryHelper.toClass2(FactoryHelper.java:182)

類似的異常。原因大概是 Android 上的虛擬機的實現和標準略微不同，所以這里把方向轉為了動態(tài)代碼生成的另一個方向 Annotation Processor。

使用 Annotation Processor 實現的話，思路就簡單的多了，但過程還是有些曲折：

首先定義一個注解，用來標記需要構造對象的抽象類

@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface MockApi {
}

Processor 根據注解來獲得類的 element 對象，該對象是一個類似 class 的對象。因為在預編譯階段，class 尚未存在，此時使用 Class.forName 是不可以獲取運行時需要的 Class 對象的，但是 Element 提供了類似 Class 反射相關的方法，也有 TypeElement、ExecutableElement 等區(qū)分。使用 Element 對象分析注解的抽象類的抽象方法有哪些，生成一個繼承該類的實現類（非抽象），并在該類中實現所有抽象方法，因為不會實際用到這些抽象方法，所以只需要能編譯通過就可以了，我選擇的方式是每個方法體都拋出一個異常，提示該方法為抽象方法不能直接調用。生成代碼的方法可以使用一些工具來簡化工作，例如 AutoProcessor 和 JavaPoet，具體實現參考文尾的項目代碼，生成后的代碼大致像這樣：

// 生成的類名使用原類名+"$Impl"的后綴來命名，避免和其他類名沖突，后面也使用該約束進行反射來調用該類
public final class MockApi$Impl extends MockApi {
 @Override
 public Observable<String> api1() {
 throw new IllegalStateException("api1() is an abstract method!");
 }
 @Override
 public Observable<String> api2() {
 throw new IllegalStateException("api2() is an abstract method!");
 }
}

根據該抽象類的類名去反射獲得該實現類，然后再根據反射調用其構造方法構造出一個實現對象。

// 獲得生成代碼構造的對象
private static <T> T getImplObject(Class<T> cls) {
 try {
 return (T) Class.forName(cls.getName() + "$Impl").newInstance();
 } catch (Exception e) {
 return null;
 }
}

構造一個動態(tài)代理，傳入 RealApi 的真實對象，和上一步構造出的抽象類的實現對象，根據抽象類中的定義來判斷由哪個對象代理其方法行為：如果抽象類中有定義，即該方法不是抽象方法，則抽象類的實現對象執(zhí)行；反之，由接口的真實對象執(zhí)行。

public static <Origin, Mock extends Origin> Origin build(final Origin origin, final Class<Mock> mockClass) {
 // 如果 Mock Class 標記為關閉，則直接返回真實接口對象
 if (!isEnable(mockClass)) {
 return origin;
 }
 final Mock mockObject = getImplObject(mockClass);
 Class<?> originClass = origin.getClass().getInterfaces()[0];
 return (Origin) Proxy.newProxyInstance(originClass.getClassLoader(), new Class[]{originClass}, new InvocationHandler() { 
 @Override
 public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable {  
  // 獲取定義的抽象類中的同名方法，判斷是否已經實現
  Method mockMethod = null;
  try {
  mockMethod = mockClass.getDeclaredMethod(method.getName(), method.getParameterTypes());
  } catch (NoSuchMethodException ignored) {
  }  
  if (mockMethod == null || Modifier.isAbstract(mockMethod.getModifiers())) {
  return method.invoke(origin, objects);
  } else {
  return mockMethod.invoke(mockObject, objects);
  }
 }
 });
}

完成上述工作以后，就可以像開頭所說的那樣，使用 build 方法來構造一個混合了真實接口和抽象類方法的代理對象了，雖然調用的類本質上還是硬編碼，但是由 Annotation Processor 自動生成免于手動維護，使用上來講和使用 Javassist 實現還是基本相同的。

我用本文中所屬的方法實現了一個模擬 retrofit 請求的工具（文尾有鏈接），但本質上可以用它來實現很多需要構造抽象類的需求，更多的使用場景還有待挖掘。

文中提到的源碼實現可以在項目 retrofit-mock-result 或本地下載中找到；

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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