一文彻底理解Java 17中的新特性密封类

密封类的作用

在面向对象语言中，我们可以通过继承（extend）来实现类的能力复用、扩展与增强。但有的时候，有些能力我们不希望被继承了去做一些不可预知的扩展。所以，我们需要对继承关系有一些限制的控制手段。而密封类的作用就是限制类的继承。

已有的限制手段

对于继承能力的控制，Java很早就已经有一些了，主要是这两种方式。
1，final修饰类，这样类就无法被继承了。
2，package-private类（非public类），可以控制智能被同一个包下的类继承。

上面两种方式控制的粒度都是非常粗，如果有更精细化的限制需求的话，是很难实现的。

新特性

为了进一步增强限制能力，java17中的密封类增加了几个关键词：

• sealed：修饰类/接口，为了描述这个类/接口为密封类/接口
• non-sealed: 修饰类/接口，为了描述这个类/接口为非密封类/接口
• petmits：用在extends或者implement之后，指定可以继承或实现的类。

下面我们通过一个例子来理解这几个关键词的用法。

假设我们设计王者荣耀这个游戏，这个游戏给用户选择的英雄分为五大类：

• 坦克
• 射手
• 法师
• 辅助
• 刺客

每个种类下面又有各种不同的英雄。所以从我们传统的面向设计思路，会这样来创建。

// 英雄基类
public class Hero {}// 坦克英雄的抽象
public class TankHero extends Hero {}// 射手英雄的抽象
public class AdcHero extends Hero {}// 法师英雄的抽象
public class MageHero extends Hero {}// 刺客英雄的抽象
public class AssassinHero extends Hero {}// 辅助英雄的抽象
public class SupportHero extends Hero {}// 坦克英雄：亚瑟
public class YaSe extends TankHero {}// 输出英雄：后羿
public class HouYi extends AttackHero {}// 输出英雄：妲己
public class DaJi extends MageHero {}// 刺客英雄：猴子
public class HouZi extends AssassinHero {}// 辅助英雄：张飞
public class ZhangFei extends SupportHero {}

整体结构有三层，具体如下图所示：

第一层：Hero是所有英雄的基类，定义英雄的基础属性
第二层：按英雄的分类的五个不同抽象，定义英雄的公共属性。
第三层：具体的英雄定义。

这个时候为了避免开发人员在创建英雄的时候，搞乱这样的三层结构，就可以通过引入密封类的特性来做限制。

这个场景我们对于第一层和第二层是稳定的，对于第二层英雄的种类的抽象不允许在增加，此时我们就可以这样写：

public sealed class Hero permits TankHero, AdcHero, MageHero,AssassinHero,SupportHero {}

通过sealed关键词和permitspermists关键来定义Hero是一个需要密封的类，并且它的子类只允许为TankHero, AdcHero, MageHero,AssassinHero,SupportHero这五个。

改造完成之后，我们会发现TankHero, AdcHero, MageHero,AssassinHero,SupportHero这五个类开始报错了，具体错误如下。

sealed, non-sealed or final modifiers expected

这是因为父类Hero被sealed修饰之后，sealed的密封要求被传递过来，此时子类就必须在sealed、non-sealed、final之间选择一个定义，她们分别代表：

• sealed：继承延续密封类特性，可以继续指定继承的类，并传递密封定义给子类。
• non-seale：声明这个类为非密封类，可以被任意继承
• final：不允许继承。

在这个场景下，第一层和第二层稳定，允许第三层具体英雄角色可以后期不断增加新英雄，所以三类抽象英雄可以这样编写。

public non-sealed class TankHero extends Hero {}

对于第三层英雄角色，已经是具体实现，则可以使用final定义来阻断后续的继承关系。

public final class YaSe extends AttackHero {}

通过这样的设置，这三层英雄的结构第一和第二层就得到了比较好的保护。