Java内部类与代理机制深度解析

### Java 内部类与代理机制深度解析 #### 1. 局部内部类 在某些情况下，我们在代码中可能仅在一处使用某个类的名称。例如在 `TalkingClock` 示例中，`TimePrinter` 类型的名称仅在 `start` 方法里创建该类型对象时使用了一次。这种情况下，我们可以在单个方法内局部定义这个类。 ```java public void start() { class TimePrinter implements ActionListener { public void actionPerformed(ActionEvent event) { System.out.println("At the tone, the time is " + new Date()); if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); } } ActionListener listener = new TimePrinter(); Timer t = new Timer(interval, listener); t.start(); } ``` 局部类有以下特点： - 不会使用访问修饰符（如 `public` 或 `private`）进行声明。 - 其作用域仅限于声明它的代码块。 - 最大的优势是对外部世界完全隐藏，即使是 `TalkingClock` 类中的其他代码也无法访问它。除了 `start` 方法，没有其他方法知道 `TimePrinter` 类的存在。 #### 2. 访问外部方法的变量 局部类相较于其他内部类还有一个优势，它不仅可以访问外部类的字段，还能访问局部变量。不过，这些局部变量必须是有效的 `final` 变量，即一旦赋值就不能再改变。 以下是一个典型示例，将 `interval` 和 `beep` 参数从 `TalkingClock` 构造函数移到 `start` 方法中： ```java public void start(int interval, boolean beep) { class TimePrinter implements ActionListener { public void actionPerformed(ActionEvent event) { System.out.println("At the tone, the time is " + new Date()); if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); } } ActionListener listener = new TimePrinter(); Timer t = new Timer(interval, listener); t.start(); } ``` 这里 `TalkingClock` 类不再需要存储 `beep` 实例字段，而是直接引用 `start` 方法的 `beep` 参数变量。 控制流程分析如下： 1. 调用 `start` 方法。 2. 通过调用内部类 `TimePrinter` 的构造函数初始化对象变量 `listener`。 3. 将 `listener` 引用传递给 `Timer` 构造函数，启动定时器，`start` 方法退出。此时，`start` 方法的 `beep` 参数变量已不存在。 4. 一秒后，`actionPerformed` 方法执行 `if (beep) ...`。 为了让 `actionPerformed` 方法中的代码正常工作，`TimePrinter` 类必须在 `beep` 参数值消失之前，将 `beep` 字段复制为 `start` 方法的局部变量。实际上就是这样，编译器会为局部内部类合成名称，如 `TalkingClock$1TimePrinter`。 如果使用 `ReflectionTest` 程序查看 `TalkingClock$1TimePrinter` 类，会得到以下输出： ```java class TalkingClock$1TimePrinter { TalkingClock$1TimePrinter(TalkingClock, boolean); public void actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent); final boolean val$beep; final TalkingClock this$0; } ``` 从程序员的角度看，访问局部变量很方便，它通过减少需要显式编程的实例字段，使内部类更简单。 需要注意的是，局部类的方法只能引用声明为 `final` 的局部变量。在 Java SE 8 之前，从局部类访问的任何局部变量都必须声明为 `final`。例如： ```java public void start(int interval, final boolean beep) ``` “有效 `final`” 限制有时不太方便。例如，想要更新封闭作用域中的计数器： ```java int counter = 0; Date[] dates = new Date[100]; for (int i = 0; i < dates.length; i++) dates[i] = new Date() { public int compareTo(Date other) { counter++; // Error return super.compareTo(other); } }; Arrays.sort(dates); System.out.println(counter + " comparisons."); ``` 由于需要更新 `counter`，不能将其声明为 `final`，也不能用 `Integer` 替换，因为 `Integer` 对象是不可变的。解决方法是使用长度为 1 的数组： ```java int[] counter = new int[1]; for (int i = 0; i < dates.length; i++) dates[i] = new Date() { public int compareTo(Date other) { counter[0]++; return super.compareTo(other); } }; ``` #### 3. 匿名内部类 使用局部内部类时，若只想创建该类的单个对象，甚至无需给类命名，这样的类称为匿名内部类。 ```java public void start(int interval, boolean beep) { ActionListener listener = new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent event) { System.out.println("At the tone, the time is " + new Date()); if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); } }; Timer t = new Timer(interval, listener); t.start(); } ``` 这种语法比较晦涩，其含义是创建一个实现 `ActionListener` 接口的新类对象，`actionPerformed` 方法在花括号内定义。 一般语法如下： ```java new SuperType(construction parameters) { inner class methods and data } ``` 其中，`SuperType` 可以是接口（如 `ActionListener`），此时内部类实现该接口；也可以是类，此时内部类继承该类。 匿名内部类不能有构造函数，因为构造函数的名称必须与类名相同，而该类没有名称。相反，构造参数会传递给超类的构造函数。特别是当内部类实现接口时，不能有任何构造参数，但仍需提供一对括号。 以下是创建普通类对象和匿名内部类对象的区别示例： ```java Person queen = new Person("Mary"); // a Person object Person count = new Person("Dracula") { ... }; // an object of an inner class extending Person ``` 如果构造参数列表的右括号后面跟着左花括号，则表示正在定义一个匿名内部类。 匿名内部类的完整示例代码如下： ```java package anonymousInnerClass; import java.awt.*; import java.awt.event.*; import java.util.*; import javax.swing.*; import javax.swing.Timer; /** * This program demonstrates anonymous inner classes. * @version 1.11 2015-05-12 * @author Cay Horstmann */ public class AnonymousInnerClassTest { public static void main(String[] args) { TalkingClock clock = new TalkingClock(); clock.start(1000, true ```