2008年11月26日
在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制。正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力。abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性,甚至可以相互替换,因此很多开发者在进 行抽象类定义时对于abstract class和interface的选择显得比较随意。其实,两者之间还是有很大的区别的,对于它们的选择甚至反映出对 于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析,试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。
理解抽象类
abstract class和interface在Java语言中都是用来进行抽象类(本文 中的抽象类并非从abstract class翻译而来,它表示的是一个抽象体,而abstract class为Java语言中用于定义抽象类的一种方法, 请读者注意区分)定义的,那么什么是抽象类,使用抽象类能为我们带来什么好处呢?
在 面向对象的概念中,我们知道所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来却不是这样。并不是 所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、 设计中得出的抽象概念,是对一系列看上去不同,但是本质上相同的具体概念的抽象。比如:如果我们进行一个图形编辑软件的开发,就会发现问题领域存在着圆、 三角形这样一些具体概念,它们是不同的,但是它们又都属于形状这样一个概念,形状这个概念在问题领域是不存在的,它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念 在问题领域没有对应的具体概念,所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。
在面向对象领域,抽象类主要用来进行类型隐藏。 我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描 述,但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类,而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个 抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体,因此它可以是不允许修改的;同时,通过从这个抽象体派生,也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知 道,为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-Closed Principle),抽象类是其中的关键所在。
从语法定义层面看abstract class 和 interface
在语法层面,Java语言对于abstract class和interface给出了不同的定义方式,下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。
使用abstract class的方式定义Demo抽象类的方式如下:
abstract class Demo{
abstract void method1();
abstract void method2();
…
}
使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下:
interface Demo{
void method1();
void method2();
…
}
在abstract class方式中,Demo可以有自己的数据成员,也可以有非 abstract的成员方法,而在interface方式的实现中,Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final 的,不过在interface中一般不定义数据成员),所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说,interface是一种特殊形式的 abstract class。
从编程的角度来看,abstract class和interface都可以用来实现 "design by contract" 的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。
首先,abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系(因为Java不支持多继承 -- 转注)。但是,一个类却可以实现多个interface。也许,这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。
其次,在abstract class的定义中,我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中,方法却不能拥有默认行为,为了绕过这个限制,必须使用委托,但是这会增加一些复杂性,有时会造成很大的麻烦。
在 抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题,那就是可能会造成维护上的麻烦。因 为如果后来想修改类的界面(一般通过 abstract class 或者interface来表示)以适应新的情况(比如,添加新的方法或者给已用的方法中添 加新的参数)时,就会非常的麻烦,可能要花费很多的时间(对于派生类很多的情况,尤为如此)。但是如果界面是通过abstract class来实现的,那 么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了。
同样,如果不能在抽象类中定义默认行为,就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中,违反了 "one rule,one place" 原则,造成代码重复,同样不利于以后的维护。因此,在abstract class和interface间进行选择时要非常的小心。
从设计理念层面看 abstract class 和 interface
上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区 别,这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另一个层面:abstract class和interface所反映出的设计理念,来分析一下二者的区别。作者认为,从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。
前面已经提到过,abstract class在Java语言中体现了一种继承关系,要想使得 继承关系合理,父类和派生类之间必须存在"is-a"关系,即父类和派生类在概念本质上应该是相同的。对于interface来说则不然,并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的, 仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解,下面将通过一个简单的实例进行说明。
考虑这样一个例子,假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念,该Door具有执行两个动作open和close,此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型,定义方式分别如下所示:
使用abstract class方式定义Door:
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close();
}
使用interface方式定义Door:
interface Door{
void open();
void close();
}
其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。
如果现在要求Door还要具有报警的功能。我们该如何设计针对该例子的类结构呢(在本例中, 主要是为了展示 abstract class 和interface 反映在设计理念上的区别,其他方面无关的问题都做了简化或者忽略)?下面将罗列出可能的解 决方案,并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析。
解决方案一:
简单的在Door的定义中增加一个alarm方法,如下:
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close();
abstract void alarm();
}
或者
interface Door{
void open();
void close();
void alarm();
}
那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下:
class AlarmDoor extends Door{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
或者
class AlarmDoor implements Door{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则 ISP (Interface Segregation Principle),在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念"报警器"的行为方 法混在了一起。这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为"报警器"这个概念的改变(比如:修改alarm方法的参数)而改变,反 之依然。
解决方案二:
既然open、close和alarm属于两个不同的概念,根据ISP原则应该把它们分别定 义在代表这两个概念的抽象类中。定义方式有:这两个概念都使用 abstract class 方式定义;两个概念都使用interface方式定义;一个概念 使用 abstract class 方式定义,另一个概念使用interface方式定义。
显然,由于Java语言不支持多重继承,所以两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的,但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。我们一一来分析、说明。
如果两个概念都使用interface方式来定义,那么就反映出两个问题:1、我们可能没有 理解清楚问题领域,AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器?2、如果我们对于问题领域的理解没有问题,比如:我们通过对于问题领域的分 析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的,那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图,因为在这两个概念的定义上(均使用 interface方式定义)反映不出上述含义。
如果我们对于问题领域的理解是:AlarmDoor在概念本质上是Door,同时它有具有报 警的功能。我们该如何来设计、实现来明确的反映出我们的意思呢?前面已经说过,abstract class在Java语言中表示一种继承关系,而继承关系 在本质上是"is-a"关系。所以对于Door这个概念,我们应该使用abstarct class方式来定义。另外,AlarmDoor又具有报警功能,说 明它又能够完成报警概念中定义的行为,所以报警概念可以通过interface方式定义。如下所示:
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close();
}
interface Alarm{
void alarm();
}
class Alarm Door extends Door implements Alarm{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
这种实现方式基本上能够明确的反映出我们对于问题领域的理解,正确的揭示我们的设计意图。其 实abstract class表示的是"is-a"关系,interface表示的是"like-a"关系,大家在选择时可以作为一个依据,当然这是建立在对问题领域的理解上的,比如:如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器,同时又具有Door的功能,那么上述的定义方式就要反过来了。
小结
1.abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系。但是,一个类却可以实现多个interface。
2.在abstract class 中可以有自己的数据成员,也可以有非abstarct的成员方法,而在interface中,只能够有静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final的,不过在 interface中一般不定义数据成员),所有的成员方法都是abstract的。
3.abstract class和interface所反映出的设计理念不同。其实abstract class表示的是"is-a"关系,interface表示的是"like-a"关系。
4.实现抽象类和接口的类必须实现其中的所有方法。抽象类中可以有非抽象方法。接口中则不能有实现方法。
5.接口中定义的变量默认是public static final 型,且必须给其初值,所以实现类中不能重新定义,也不能改变其值。
6.抽象类中的变量默认是 friendly 型,其值可以在子类中重新定义,也可以重新赋值。
7.接口中的方法默认都是 public,abstract 类型的。
结论
abstract class 和 interface 是 Java语言中的两种定义抽象类的方式,它们之间有很大的相似性。但是对于它们的选择却又往往反映出对于问题领域中的概 念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理,因为它们表现了概念间的不同的关系(虽然都能够实现需求的功能)。这其实也是语言的一种的惯用法,希望读者朋友能够细细体会。
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2008-11-26 11:24 larryjava 阅读(167) |
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1.为什么要用抽象类实现接口
答:
抽象类和接口比起来,有一个好处,就是某些函数可以实现具体的方法,而并不一定是声明抽象的方法,而接口只能声明抽象方法,所以用一个抽象类来实现某个接口可以实现一些通用的方法,而这些具体实现的方法里还可以调用抽象方法,所以减少了子类中的重复代码。
java库里也有不少这这样的设计,
比如java.util.AbstractList实现了java.util.List,而其实某些方法就是调用了抽象方法。
还有一个好处就是可以给子类一个默认的实现,而不必给所有的子类实现所有的方法。
另外还有一个好处就是可以提供一些公用的方法给子类使用。
2.
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2008-11-26 11:23 larryjava 阅读(142) |
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2008年1月13日
经过我的多次测试实践,在linux和window下测试通过,win的比较简单,因为在默认的情况下,组播就已经打开。
1 在linux 下同一台服务器上测试通过(注意端口不要冲突。特别要注意那个tcpListenPort=”4001″ )
2 在window下的同一台服务器上测试通过,注意要点同上
3 window下多台不同主机上测试通过,没有什么好注意点,可以完全备份一个tomcat
4.linux多台不同tomcat服务器上测试通过。这个也是最后实现,最实际的方案。(一般不用在win下部署tomcatweb应用。呵呵。我觉得)
这里讲下第四中情况
先讲一下环境:都是在Red Hat Linux AS4上测试通过
Apache:ip:192.168.1.11 (一台) 版本:2.0/2.2 (做均换负载服务器)
Tomcat:ip1:192.168.1.12 ip2:192.168.1.13 (两台) 版本:5.0、5.5 (web应用的Real Server)
Jdk:版本1.5 安装在 192.168.1.12 和192.168.1.13上的tomcat服务器上
安装tomcat和apache ,在这里就不讲了。
软件都可以在www.apache.org 的网站上找到(apache,tomcat,mod_jk)
1.下载mod_jk.so 文件放到apache 下的modules下
地址:http://apache.mirror.phpchina.com/tomcat/tomcat-connectors/jk/binaries/ 请选择正确的操作系统和Apache的版本。
2.在apache的conf下建立文件workers.properties
添加内容:
#
# workers.properties
#
# list the workers by name
worker.list=tomcatlb, status
# localhost server 1
# ------------------------
worker.tomcat12.port=8009
worker.tomcat12.host=192.168.1.12
worker.tomcat12.type=ajp13
worker.tomcat12.lbfactor=1
worker.tomcat12.connection_pool_timeout=750
worker.tomcat12.socket_keepalive=0
worker.tomcat12.socket_timeout=300000
worker.tomcat12.connect_timeout=10000
worker.tomcat12.reply_timeout=330000
# localhost server 3
# ------------------------
worker.tomcat13.port=8009
worker.tomcat13.host=192.168.1.13
worker.tomcat13.type=ajp13
worker.tomcat13.lbfactor=1
worker.tomcat13.connection_pool_timeout=750
worker.tomcat13.socket_keepalive=0
worker.tomcat13.socket_timeout=300000
worker.tomcat13.connect_timeout=10000
worker.tomcat13.reply_timeout=330000
worker.tomcatlb.type=lb
worker.retries=3
worker.tomcatlb.balanced_workers=tomcat12,tomcat13
worker.tomcatlb.sticky_session=1
worker.status.type=status
3.在conf下添加一个mod_jk.conf文件
LoadModule jk_module modules/mod_jk.so
#configure mod_jk
JkWorkersFile conf/workers.properties
JkLogFile logs/mod_jk.log
JkLogLevel debug
4.增加一个虚拟机配置文件vhosts.conf (这个不是必须的,可以将JkMount 的写其他的配置文件中)
<VirtualHost *:80>
ServerAdmin webmaster@dummy-host.example.com
DocumentRoot /data/google
ServerName my.linuxcoffee.org
ErrorLog logs/my.linuxcoffee.org-error_log
CustomLog logs/my.linuxcoffee.org-access_log common
DirectoryIndex index.htm index.html
JkMount /*.jsp tomcatlb
JkMount /*.action tomcatlb
JKMount /jkstatus status
</VirtualHost>
4.修改conf下的httpd.conf文件加上
Include conf/vhosts.conf
Include conf/mod_jk.conf
5.配置tomcat
讲Cluster 前的注释去掉,启用tomcat集群功能。
一般不需要修改什么东西,但在我这边,两台linux的tomcat就是死活找不到node,而同样的配置文件在window下的跑得很是正常。
有个东西要说明下,因为tomcat的session同步功能需要用到组播,windows默认情况下是开通组播服务的,但是linux默认情况下并没有开通,可以通过指令打开route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 dev eth0,如果需要服务器启动时即开通组播需在/etc/sysconfig/static-routes文件内加入eht0 net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0。具体组播概念请查阅CCNP相关内容。
可以通过netstate -g 来查看组播状态,也可以在route -e 命令中看到
原来一直提示这个问题
信息: Manager [/clusterapp]: skipping state transfer. No members active in cluster group.
最后测试只要修改在Cluster之间的一段代码
<Receiver
className="
org.apache.catalina.cluster.tcp.ReplicationListener"
tcpListenAddress="auto"
tcpListenPort="4001"
tcpSelectorTimeout="100"
tcpThreadCount="6"/>
改为
<Receiver
className="
org.apache.catalina.cluster.tcp.ReplicationListener"
tcpListenAddress="192.168.1.12"
tcpListenPort="4001"
tcpSelectorTimeout="100"
tcpThreadCount="6"/>
在13的服务器上也将这一段修改为自己的ip
然后打开jvmRoute ,跟workers.properties 的两个tomcat名字相匹配
ip1
<Engine name="Standalone" defaultHost="localhost" jvmRoute="tomcat12"/>
ip2
<Engine name="Standalone" defaultHost="localhost" jvmRoute="tomcat13"/>
好了,apache和tomcat的配置好了,可以访问了。
这里,再提供一个链接,可以监控和配置负载均衡的各种信息
http://192.168.1.11/jkstatus或http://my.linuxcoffee.org、jkstatus来访问网站。
注:需要在web.xml的display-name后面 下加上一段。 这个跟顺序有关的,不然,xml文件会变红哦。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd" version="2.4">
<display-name>TomcatDemo</display-name>
<distributable/>
</web-app>
参考文章:
Tomcat 5 Home Page
Clustering Home Page on Tomcat site
Load Balancer Home Page on Tomcat site
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2008-01-13 20:48 larryjava 阅读(1290) |
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