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Java基础：什么是多态

article 2025/2/28 19:03:18

什么是多态

多态是面向对象的三大特性之一（另外两个是封装和继承），指的是同一个方法能执行不同的行为，在代码上的体现是：声明为父类的对象，可以被不同的实现类赋值，其中实现类必须继承或者实现父类接口，然后程序在运行时会执行实现类的方法。
可以运用多态的类关系

// 如ArrayList和LinkedList都实现了List接口
class ArrayList implements List {}
class LinkedList implements List {}

// 用List声明的对象，可以有不同的实现
List list1 = new ArrayList(); // 数组实现方式
List list2 = new LinkedList(); // 链表实现方式
// 执行add方法时，会执行对应子类实际的add方法
list1.add(new Object());
list2.add(new Object());

// 入参用List的即可，无需关注具体的实现类
public boolean compareFirst(List<String> l1, List<String> l2){
    return l1.get(0).equals(l2.get(0));
}

作用

让使用者不需要关心其内部具体的实现细节
当修改类的具体实现时可以减少引用类的修改范围，提高可扩展性
框架在实现动态代理时必不可少的条件之一

示例说明

List接口的实现类：ArrayList，LinkedList等
Map接口的实现类：HashMap，LinkedHashMap，ConcurrentHashMap，FastJSON的JsonObject等
Exception的子类：RuntimeException，NullPointException等
平时用Spring开发时用到的Service和ServiceImpl也是多态的表现形式

项目中的实际运用

在我的项目中作用最大的就是曾经将缓存类从HashMap修改为ConcurrentHashMap，因为刚开始项目没有考虑到HashMap不支持并发操作，所以错误地将其作为web项目的全局缓存使用。而每个地方获取该缓存对象时又是这么写的：

public static HashMap<String, Object> cache = new HashMap<>();

public static void methodA(TestVo vo, HashMap<String, Object> cache) {
    // 省略代码...
}

public static void methodB(TestVo vo, int num, HashMap<String, Object> cache) {
    // 省略代码...
}

由于全局缓存类会有并发读写的情况，HashMap并不支持并发写，因此我们在系统运行一段时间后需要修改为如下：

public static ConcurrentHashMap<String, Object> cache = new ConcurrentHashMap<>();

public static void methodA(TestVo vo, ConcurrentHashMap<String, Object> cache) {
    Object config = cache.get("configA");
}

public static void methodB(TestVo vo, int num, ConcurrentHashMap<String, Object> cache) {
    Object config = cache.get("configB");
}

但如果我们按上面的写法，则需要修改多处代码，而这带来的则是出现bug的概率大大提高，如果我们一开始就用上了多态的写法则只用修改一行代码，在后续修改时则能减轻我们很多压力：

public static void main(String[] args) {
  // 实现类不同，但是可以赋值给同一个父类
  public static Map<String, Object> cache1 = new ConcurrentHashMap<>();
  public static Map<String, Object> cache2 = new HashMap<>();
  // 虽然实现类不同，但是可以调用同一个方法
  methodA(null, cache1);
  methodA(null, cache2);
  methodB(null, 1, cache1);
  methodB(null, 1, cache2);
}
// 修改方法的入参是Map，而不是具体的实现类，这样既能接收ConcurrentHashMap也能接受HashMap等实现了Map接口的对象
public static void methodA(TestVo vo, Map<String, Object> cache) {
    Object config = cache.get("configA");
    System.out.println(cache);
    System.out.println(config);
}
// 修改方法的入参是Map，而不是具体的实现类
public static void methodB(TestVo vo, int num, Map<String, Object> cache) {
    Object config = cache.get("configB");
    System.out.println(cache);
    System.out.println(config);
}