面向接口编程
本文非原创，只是通过对互联网上搜集到东西，按照自己的理解进行了整理。
设计模式里面提到了面向对象设计的几个视角：一个是概念层，一个是规约层，一个是实现层。在实际开发中，大多数人的眼睛一直是盯着实现层的，而这正是面向对象所极力避免的，即你不要在一开始就关注这些细节，你要关注的是规约（接口）。
对于实际项目开发来说，如果我们把实现的过程分为多个阶段的话我们不妨这么划分，第一阶段，根据client端的需求去设计我们的规约(interface)，在这个阶段任何实现都没有，所有的任务就是定义所需要的职责，以及所需要的一些PO,VO，第二阶段实现前面定义的规约。
以前我们项目中怎么做的呢？即假模假样的定义一个接口(其实我心里想这个东西有屁用)，然后定义一个方法，然后就立即去实现这个方法，再然后我又定义一个方法，继续去实现，这样不但累，而且效率低，最重要的是，这不属于真正的设计。
现在我是怎么做的呢？比如一个list.jsp里需要查询，列表，然后看明细信息，然后增加信息，我会第一步在接口里定义完(这个过程会有整体设计的意识),毫不关心底层实现(数据库、事务)，我的目标就是"我想要这个功能，我想要那个功能"，至于那个功能怎么实现在第一阶段我认为那不是我的事情(尽管这个事情最终还是由我来做) .大家看这个过程和前面的过程有什么本质的不同呢？ 就是分层的概念更加明显，你的工作更有层次，每次都有先设计再实现的步骤，而前面那个过程很容易就让你不知不觉地陷入纯实现的陷阱中。
接口的本质：
接口，在表面上是由几个没有主体代码的方法定义组成的集合体，有唯一的名称，可以被类或其他接口所实现（或者也可以说继承）。
那么，接口的本质是什么呢？或者说接口存在的意义是什么。我认为可以从以下两个视角考虑：
1）接口是一组规则的集合，它规定了实现本接口的类或接口必须拥有的一组规则。体现了自然界"如果你是……则必须能……"的理念。
例如，在自然界中，人都能吃饭，即"如果你是人，则必须能吃饭"。那么模拟到计算机程序中，就应该有一个IPerson（习惯上，接口名由"I"开头）接口，并有一个方法叫Eat()，然后我们规定，每一个表示"人"的类，必须实现IPerson接口，这就模拟了自然界"如果你是人，则必须能吃饭"这条规则。
从这里，我想各位也能看到些许面向对象思想的东西。面向对象思想的核心之一，就是模拟真实世界，把真实世界中的事物抽象成类，整个程序靠各个类的实例互相通信、互相协作完成系统功能，这非常符合真实世界的运行状况，也是面向对象思想的精髓。
2）接口是在一定粒度视图上同类事物的抽象表示。注意这里我强调了在一定粒度视图上，因为"同类事物"这个概念是相对的，它因为粒度视图不同而不同。
例如，在我的眼里，我是一个人，和一头猪有本质区别，我可以接受我和我同学是同类这个说法，但绝不能接受我和一头猪是同类。但是，如果在一个动物学家眼里，我和猪应该是同类，因为我们都是动物，他可以认为"人"和"猪"都实现了IAnimal这个接口，而他在研究动物行为时，不会把我和猪分开对待，而会从"动物"这个较大的粒度上研究，但他会认为我和一棵树有本质区别。
现在换了一个遗传学家，情况又不同了，因为生物都能遗传，所以在他眼里，我不仅和猪没区别，和一只蚊子、一个细菌、一颗树、一个蘑菇乃至一个SARS病毒都没什么区别，因为他会认为我们都实现了IDescendable这个接口（注：descend vi. 遗传），即我们都是可遗传的东西，他不会分别研究我们，而会将所有生物作为同类进行研究，在他眼里没有人和病毒之分，只有可遗传的物质和不可遗传的物质。但至少，我和一块石头还是有区别的。
可不幸的事情发生了，某日，地球上出现了一位伟大的人，他叫列宁，他在熟读马克思、恩格斯的辩证唯物主义思想巨著后，颇有心得，于是他下了一个著名的定义：所谓物质，就是能被意识所反映的客观实在。至此，我和一块石头、一丝空气、一条成语和传输手机信号的电磁场已经没什么区别了，因为在列宁的眼里，我们都是可以被意识所反映的客观实在。如果列宁是一名程序员，他会这么说：所谓物质，就是所有同时实现了"IReflectabe"和"IEsse"两个接口的类所生成的实例。（注：reflect v. 反映 esse n. 客观实在）
也许你会觉得我上面的例子像在瞎掰，但是，这正是接口得以存在的意义。面向对象思想和核心之一叫做多态性，什么叫多态性？说白了就是在某个粒度视图层面上对同类事物不加区别的对待而统一处理。而之所以敢这样做，就是因为有接口的存在。像那个遗传学家，他明白所有生物都实现了IDescendable接口，那只要是生物，一定有Descend（）这个方法，于是他就可以统一研究，而不至于分别研究每一种生物而最终累死。
也就是说：设计接口的另一个不可忽视的因素是接口所处的环境(context,environment)，系统论的观点：环境是系统要素所处的空间与外部影响因素的总和。任何接口都是在一定的环境中产生的。因此环境的定义及环境的变化对接口的影响是不容忽视的，脱离原先的环境，所有的接口将失去原有的意义。
什么是面向接口编程：
在系统分析和架构中，分清层次和依赖关系，每个层次不是直接向其上层提供服务（即不是直接实例化在上层中），而是通过定义一组接口，仅向上层暴露其接口功能，上层对于下层仅仅是接口依赖，而不依赖具体类。
面向接口编程的好处：
首先对系统灵活性大有好处。当下层需要改变时，只要接口及接口功能不变，则上层不用做任何修改。甚至可以在不改动上层代码时将下层整个替换掉，就像我们将一个WD的60G硬盘换成一个希捷的160G的硬盘，计算机其他地方不用做任何改动，而是把原硬盘拔下来、新硬盘插上就行了，因为计算机其他部分不依赖具体硬盘，而只依赖一个IDE接口，只要硬盘实现了这个接口，就可以替换上去。
使用接口的另一个好处就是不同部件或层次的开发人员可以并行开工，就像造硬盘的不用等造CPU的，也不用等造显示器的，只要接口一致，设计合理，完全可以并行进行开发，从而提高效率。
选择Java接口还是抽象类
很多人有过这样的疑问：为什么有的地方必须使用接口而不是抽象类，而在另一些地方，又必须使用抽象类而不是接口呢？或者说，在考虑Java类的一般化问题时，很多人会在接口和抽象类之间犹豫不决，甚至随便选择一种。
实际上接口和抽象类的选择不是随心所欲的。要理解接口和抽象类的选择原则，有两个概念很重要：对象的行为和对象的实现。如果一个实体可以有多种实现方式，则在设计实体行为的描述方式时，应当达到这样一个目标：在使用实体的时候，无需详细了解实体行为的实现方式。也就是说，要把对象的行为和对象的实现分离开来。既然Java的接口和抽象类都可以定义不提供具体实现的方法，在分离对象的行为和对象的实现时，到底应该使用接口还是使用抽象类呢？
在接口和抽象类的选择上，必须遵守这样一个原则：行为模型应该总是通过接口而不是抽象类定义。为了说明其原因，下面试着通过抽象类建立行为模型，看看会出现什么问题。
假设要为销售部门设计一个软件，这个软件包含一个"发动机"（Motor）实体。显然无法在发动机对象中详细地描述发动机的方方面面，只能描述某些对当前软件来说重要的特征。至于发动机的哪些特征是重要的，则要与用户（销售部门）交流才能确定。
销售部门的人要求每一个发动机都有一个称为马力的参数。对于他们来说，这是惟一值得关心的参数。基于这一判断，可以把发动机的行为定义为以下行为。
行为1：查询发动机的马力，发动机将返回一个表示马力的整数。
虽然现在还不清楚发动机如何取得马力这个参数，但可以肯定发动机一定支持这个行为，而且这是所有发动机惟一值得关注的行为特征。这个行为特征既可以用接口定义，也可以用抽象类定义。为了说明用抽象类定义可能出现的问题，下面用抽象类建立发动机的行为模型，并用Java方法描述行为1，代码如下:
public abstract Motor{
abstract public int getHorsepower();
}
在Motor抽象类的基础上构造出多种具体实现，例如A型发动机、B型发动机等，再加上系统的其它部分，最后得到1.0版的软件并交付使用。一段时间过去了，现在要设计2.0版的软件。在评估2.0版软件需求的过程中，发现一小部分发动机是电池驱动的，而电池需要一定的充电时间。销售部门的人希望能够通过计算机查阅充电时间。根据这一要求定义一个新的行为，如图1所示。
行为2：查询电驱动发动机的充电时间，发动机将返回一个表示充电时间的整数。
用Java方法来描述这个行为，代码如下：
public abstract BatteryPoweredMotor extends Motor{
abstract public int getTimeToRecharge();
}
在销售部门的软件中，电驱动发动机也以类的形式实现，但这些类从BatteryPoweredMotor而不是Motor派生。这些改动加入到2.0版软件之后，销售部门很满意。随着业务的不断发展，不久之后光驱动的发动机出现了。销售部门要求光驱动发动机需要一定光能才能运转，光能以流明（Lumen）度量。这个信息对客户很重要，因为下雨或多云的天气里，某些光驱动发动机可能无法运转。销售部门要求为软件增加对光驱动发动机的支持，所以要定义一个新的行为。
行为3：查询光驱动发动机能够正常运转所需要的最小流明数，发动机返回一个整数。
再定义一个抽象类并把行为3转换成Java方法，代码如下：
public abstract SolarPoweredMotor extends Motor{
abstract public int getLumensToOperate();
}
如上所示，SolarPoweredMotor和BatteryPoweredMotor都从Motor抽象类派生。在整个软件中，90％以上的代码以相同的方式对待所有的发动机。偶尔需要检查一下发动机是光驱动还是电驱动，使用instanceof实现，代码如下：
if (instanceof SolarPoweredMotor){...}
if (instanceof BatteryPoweredMotor){...}
无论是哪种发动机，马力这个参数都很重要，所以在所有派生的抽象类（SolarPoweredMotor和BatteryPoweredMotor）中，getHorsepower()方法都有效。
现在销售部门又有了一种新的发动机，它是一种既有电驱动又有光驱动的双重驱动发动机。光驱动和电驱动的行为本身没有变化，但新的发动机同时支持两种行为。在考虑如何定义新型的光电驱动发动机时，接口和抽象类的差别开始显示出来了。新的目标是在增加新型发动机的前提下尽量少改动代码。因为与光驱动发动机、电驱动发动机有关的代码已经过全面的测试，不存在已知的Bug。为了增加光电驱动发动机，要定义一个新的SolarBatteryPowered抽象类。如果让SolarBatteryPowered从Motor抽象类派生，SolarBatteryPowered将不支持针对光驱动发动机和电驱动发动机的instanceof操作。也就是说，如果查询一个光电驱动的发动机是光驱动的，还是电驱动的，得到的答案是：都不是。
如果让SolarBatteryPowered从SolarPoweredMotor（或BatteryPoweredMotor）抽象类派生，类似的问题也会出现，SolarBatteryPowered将不支持针对BatteryPoweredMotor（或SolarPoweredMotor）的instanceof操作。从行为上看，光电驱动的发动机必须同时从两个抽象类派生，但Java语言不允许多重继承。之所以会出现这个问题，根本的原因在于使用抽象类不仅意味着定义特定的行为，而且意味着定义实现的模式。也就是说，应该定义一个发动机如何获得行为的模型，而不仅仅是声明发动机具有某一个行为。
如果用接口来建立行为模型，就可以避免隐含地规定实现模式。例如，前面的几个行为改用接口定义如下。
行为1：
public interface Motor(){
public int getHorsepower();
}
行为2：
public interface BatteryPoweredMotor extends Motor(){
public int getTimeToRecharge();
}
行为3：
public interface SolarPoweredMotor extends Motor{
abstract public int getLumensToOperate();
}
现在光电驱动的发动机可以描述为：
代码
public DualPoweredMotor implements SolarPoweredMotor, BatteryPoweredMotor{}
DualPoweredMotor只继承行为定义，而不是行为的实现模式，如图2所示。
在使用接口的同时仍旧可以使用抽象类，不过这时抽象类的作用是实现行为，而不是定义行为。只要实现行为的类遵从接口定义，即使它改变了父抽象类，也不用改变其它代码与之交互的方式。特别是对于公用的实现代码，抽象类有它的优点。抽象类能够保证实现的层次关系，避免代码重复。然而，即使在使用抽象类的场合，也不要忽视通过接口定义行为模型的原则。从实践的角度来看，如果依赖于抽象类来定义行为，往往导致过于复杂的继承关系，而通过接口定义行为能够更有效地分离行为与实现，为代码的维护和修改带来方便。
Java接口特性:
interface关键字用来声明一个接口，它可以产生一个完全抽象的类，并且不提供任何具体实现。interface的特性整理如下：
1. 接口中的方法可以有参数列表和返回类型，但不能有任何方法体。
2. 接口中可以包含字段，但是会被隐式的声明为static和final。
3. 接口中的字段只是被存储在该接口的静态存储区域内，而不属于该接口。
4. 接口中的方法可以被声明为public或不声明，但结果都会按照public类型处理。
5. 当实现一个接口时，需要将被定义的方法声明为public类型的，否则为默认访问类型，Java编译器不允许这种情况。
6. 如果没有实现接口中所有方法，那么创建的仍然是一个接口。
7. 扩展一个接口来生成新的接口应使用关键字extends，实现一个接口使用implements。
