Java內(nèi)部類是Java言語的一個(gè)很重要的概念,，《Java編程思想》花了很大的篇幅來講述這個(gè)概念。但是我們?cè)趯?shí)踐中很少用到它,，雖然我們?cè)诤芏鄷r(shí)候會(huì)被動(dòng)的使用到它,，但它仍然像一個(gè)幕后英雄一樣，不為我們所知,，不為我們所用,。
本文不試圖來講述Java內(nèi)部類的今生前世、來龍去脈,，這些在網(wǎng)絡(luò)上都已經(jīng)汗牛充棟,。如果讀者想了解這些，可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索來學(xué)習(xí),。Java內(nèi)部類總是躲在它的外部類里,，像一個(gè)幕后英雄一樣。但是幕后英雄也有用武之地,，在很多時(shí)候,，恰當(dāng)?shù)氖褂肑ava內(nèi)部類能起到讓人拍案叫絕的作用。本文試圖談一談讓這個(gè)幕后英雄也有用武之地的四個(gè)場(chǎng)景,，希望引起大家對(duì)使用Java內(nèi)部類的興趣,。
以下的文字，要求大家熟悉Java內(nèi)部類的概念后來閱讀,。


場(chǎng)景一：當(dāng)某個(gè)類除了它的外部類,，不再被其他的類使用時(shí)
我們說這個(gè)內(nèi)部類依附于它的外部類而存在,，可能的原因有：1,、不可能為其他的類使用,；2、出于某種原因,，不能被其他類引用,，可能會(huì)引起錯(cuò)誤。等等,。這個(gè)場(chǎng)景是我們使用內(nèi)部類比較多的一個(gè)場(chǎng)景,。下面我們以一個(gè)大家熟悉的例子來說明。
在我們的企業(yè)級(jí)Java項(xiàng)目開發(fā)過程中,，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池是一個(gè)我們經(jīng)常要用到的概念,。雖然在很多時(shí)候，我們都是用的第三方的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池,，不需要我們親自來做這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池,。但是，作為我們Java內(nèi)部類使用的第一個(gè)場(chǎng)景,，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池是一個(gè)很好的例子,。為了簡(jiǎn)單起見，以下我們就來簡(jiǎn)單的模擬一下數(shù)據(jù)庫(kù)連接池,，在我們的例子中,，我們只實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的一些簡(jiǎn)單的功能。如果想完全實(shí)現(xiàn)它,，大家不妨自己試一試,。
首先，我們定義一個(gè)接口,，將數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的功能先定義出來,，如下：

public interface Pool extends TimerListener
{
//初始化連接池
public boolean init();
//銷毀連接池
public void destory();
//取得一個(gè)連接
public Connection getConn();
//還有一些其他的功能,，這里不再列出
……
}

有了這個(gè)功能接口,，我們就可以在它的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的部分功能了。我們首先想到這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池類的操作對(duì)象應(yīng)該是由Connection對(duì)象組成的一個(gè)數(shù)組,，既然是數(shù)組,，我們的池在取得Connection的時(shí)候，就要對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行遍歷,，看看Connection對(duì)象是否已經(jīng)被使用,，所以數(shù)組里每一個(gè)Connection對(duì)象都要有一個(gè)使用標(biāo)志。我們?cè)賹?duì)連接池的功能進(jìn)行分析,，會(huì)發(fā)現(xiàn)每一個(gè)Connection對(duì)象還要一個(gè)上次訪問時(shí)間和使用次數(shù),。
通過上面的分析，我們可以得出,，連接池里的數(shù)組的元素應(yīng)該是由對(duì)象組成,，該對(duì)象的類可能如下：

public class PoolConn
{
private Connection conn;
private boolean isUse;
private long lastAccess;
private int useCount;
……
}

下面的省略號(hào)省掉的是關(guān)于四個(gè)屬性的一些get和set方法,。我們可以看到這個(gè)類的核心就是Connection，其他的一些屬性都是Connection的一些標(biāo)志,?？梢哉f這個(gè)類只有在連接池這個(gè)類里有用，其他地方用不到,。這時(shí)候,，我們就該考慮是不是可以把這個(gè)類作為一個(gè)內(nèi)部類呢？而且我們把它作為一個(gè)內(nèi)部類以后,，可以把它定義成一個(gè)私有類,，然后將它的屬性公開，這樣省掉了那些無謂的get和set方法,。下面我們就試試看：

public class ConnectPool implements Pool
{
//存在Connection的數(shù)組
private PoolConn[] poolConns;
//連接池的最小連接數(shù)
private int min;
//連接池的最大連接數(shù)
private int max;
//一個(gè)連接的最大使用次數(shù)
private int maxUseCount;
//一個(gè)連接的最大空閑時(shí)間
private long maxTimeout;
//同一時(shí)間的Connection最大使用個(gè)數(shù)
private int maxConns;
//定時(shí)器
private Timer timer;
public boolean init()
{
try
{
……
this.poolConns = new PoolConn[this.min];
for(int i=0;i<this.min;i++)
{
PoolConn poolConn = new PoolConn();
poolConn.conn = ConnectionManager.getConnection();
poolConn.isUse = false;
poolConn.lastAccess = new Date().getTime();
poolConn.useCount = 0;
this.poolConns[i] = poolConn;
}
……
return true;
}
catch(Exception e)
{
return false;
}
}
……
private class PoolConn
{
public Connection conn;
public boolean isUse;
public long lastAccess;
public int useCount;
}
}

因?yàn)楸疚牟皇菍ｎ}來講述數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的,，所以在上面的代碼中絕大部分的內(nèi)容被省略掉了。PoolConn類不大可能被除了ConnectionPool類的其他類使用到,，把它作為ConnectionPool的私有內(nèi)部類不會(huì)影響到其他類,。同時(shí)，我們可以看到,，使用了內(nèi)部類,，使得我們可以將該內(nèi)部類的數(shù)據(jù)公開，ConnectionPool類可以直接操作PoolConn類的數(shù)據(jù)成員,，避免了因set和get方法帶來的麻煩,。
上面的一個(gè)例子，是使用內(nèi)部類使得你的代碼得到簡(jiǎn)化和方便,。還有些情況下,，你可能要避免你的類被除了它的外部類以外的類使用到，這時(shí)候你卻不得不使用內(nèi)部類來解決問題,。

場(chǎng)景二：解決一些非面向?qū)ο蟮恼Z句塊
這些語句塊包括if…else if…else語句,，case語句，等等,。這些語句都不是面向?qū)ο蟮?，給我們?cè)斐闪讼到y(tǒng)的擴(kuò)展上的麻煩。我們可以看看,，在模式中,，有多少模式是用來解決由if語句帶來的擴(kuò)展性的問題。
Java編程中還有一個(gè)困擾我們的問題,，那就是try…catch…問題,，特別是在JDBC編程過程中。請(qǐng)看下面的代碼：

try
{
String[] divisionData = null;
conn = manager.getInstance().getConnection();
stmt = (OracleCallableStatement)conn.prepareCall("{ Call PM_GET_PRODUCT.HEADER_DIVISION(?, ?) }");
stmt.setLong(1 ,productId.longValue() );
stmt.registerOutParameter(2, oracle.jdbc.OracleTypes.CURSOR); ;
stmt.execute();
ResultSet rs = stmt.getCursor(2);
int i = 0 ;
String strDivision = "";
while( rs.next() )
{
strDivision += rs.getString("DIVISION_ID") + "," ;
}
int length = strDivision.length() ;
if(length != 0 )
{
strDivision = strDivision.substring(0,length - 1);
}
divisionData = StringUtil.split(strDivision, ",") ;
map.put("Division", strDivision ) ;
LoggerAgent.debug("GetHeaderProcess","getDivisionData","getValue + " + strDivision +" " + productId) ;
}catch(Exception e)
{
LoggerAgent.error("GetHeaderData", "getDivisionData",
"SQLException: " + e);
e.printStackTrace() ;
}finally
{
manager.close(stmt);
manager.releaseConnection(conn);
}

這是我們最最常用的一個(gè)JDBC編程的代碼示例,。一個(gè)系統(tǒng)有很多這樣的查詢方法,，這段代碼一般分作三段：try關(guān)鍵字括起來的那段是用來做查詢操作的,，catch關(guān)鍵字括起來的那段需要做兩件事，記錄出錯(cuò)的原因和事務(wù)回滾（如果需要的話）,，finally關(guān)鍵字括起來的那段用來釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
我們的煩惱是：try關(guān)鍵字括起來的那段是變化的,，每個(gè)方法的一般都不一樣,。而 catch和finally關(guān)鍵字括起來的那兩段卻一般都是不變的，每個(gè)方法的那兩段都是一樣的,。既然后面那兩段是一樣的,，我們就非常希望將它們提取出來，做一個(gè)單獨(dú)的方法,，然后讓每一個(gè)使用到它們的方法調(diào)用,。但是，try…catch…finally…是一個(gè)完整的語句段,，不能把它們分開,。這樣的結(jié)果，使得我們不得不在每一個(gè)數(shù)據(jù)層方法里重復(fù)的寫相同的catch…finally…這兩段語句,。
既然不能將那些討厭的try…catch…finally…作為一個(gè)公用方法提出去,，那么我們還是需要想其他的辦法來解決這個(gè)問題。不然我們老是寫那么重復(fù)代碼,，真是既繁瑣,，又不容易維護(hù)。
我們?nèi)菀紫氲?，既然catch…finally…這兩段代碼不能提出來,，那么我們能不能將try…里面的代碼提出去呢？唉喲,，try…里面的代碼是可變的呢,。怎么辦？
既然try…里面的代碼是可變的,，這意味著這些代碼是可擴(kuò)展的,，是應(yīng)該由用戶來實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于這樣的可擴(kuò)展內(nèi)容,，我們很容易想到用接口來定義它們,，然后由用戶去實(shí)現(xiàn)。這樣以來我們首先定義一個(gè)接口：

public interface DataManager
{
public void manageData();
}

我們需要用戶在manageData()方法中實(shí)現(xiàn)他們對(duì)數(shù)據(jù)層訪問的代碼,，也就是try…里面的代碼,。
然后我們使用一個(gè)模板類來實(shí)現(xiàn)所有的try…catch…finally…語句的功能，如下：
public class DataTemplate
{
        public void execute(DataManager dm)
        {
               try
               {
                      dm.manageData();
}
catch(Exception e)
{
       LoggerAgent.error("GetHeaderData", "getDivisionData",
                        "SQLException: " + e);
       e.printStackTrace() ;

}finally
{
       manager.close(stmt);
       manager.releaseConnection(conn);
}
}
}
這樣,，一個(gè)模板類就完成了,。我們也通過這個(gè)模板類將catch…finally…兩段代碼提出來了,。我們來看看使用了這個(gè)模板類的數(shù)據(jù)層方法是怎么實(shí)現(xiàn)的：
new DataTemplate().execute(new DataManager()
{
        public void manageData()
        {
                String[] divisionData = null;
                conn = manager.getInstance().getConnection();
                stmt = (OracleCallableStatement)conn.prepareCall("{ Call PM_GET_PRODUCT.HEADER_DIVISION(?, ?) }");
                stmt.setLong(1 ,productId.longValue() );
                stmt.registerOutParameter(2, oracle.jdbc.OracleTypes.CURSOR); ;
                stmt.execute();
                ResultSet rs = stmt.getCursor(2);
                int i = 0 ;
                String strDivision = "";
                while( rs.next() )
                {
                             strDivision += rs.getString("DIVISION_ID") + "," ;
}
                  int length = strDivision.length() ;
                  if(length != 0 )
                  {
                         strDivision = strDivision.substring(0,length - 1);
                  }
                  divisionData = StringUtil.split(strDivision, ",") ;
                  map.put("Division", strDivision ) ;
                  LoggerAgent.debug("GetHeaderProcess","getDivisionData","getValue + " + strDivision +" " + productId) ;
}
});
注意：本段代碼僅供思路上的參考，沒有經(jīng)過上機(jī)測(cè)試,。
我們可以看到,，正是這個(gè)實(shí)現(xiàn)了DataManager接口得匿名內(nèi)部類的使用，才使得我們解決了對(duì)try…catch…finally…語句的改造,。這樣,，第一為我們解決了令人痛苦的重復(fù)代碼；第二也讓我們?cè)跀?shù)據(jù)層方法的編碼中,，直接關(guān)注對(duì)數(shù)據(jù)的操作,，不用關(guān)心那些必需的但是與數(shù)據(jù)操作無關(guān)的東西。
我們現(xiàn)在來回想一下Spring框架的數(shù)據(jù)層,，是不是正是使用了這種方法呢,？


場(chǎng)景之三：一些多算法場(chǎng)合
假如我們有這樣一個(gè)需求：我們的一個(gè)方法用來對(duì)數(shù)組排序并且依次打印各元素，對(duì)數(shù)組排序方法有很多種,，用哪種方法排序交給用戶自己確定,。
對(duì)于這樣一個(gè)需求，我們很容易解決,。我們決定給哪些排序算法定義一個(gè)接口,，具體的算法實(shí)現(xiàn)由用戶自己完成，只要求他實(shí)現(xiàn)我們的接口就行,。
public interface SortAlgor
{
        public void sort(int[] is);
}
這樣,，我們?cè)僭诜椒ɡ飳?shí)現(xiàn)先排序后打印，代碼如下：
public void printSortedArray(int[] is,SortAlgor sa)
{
        ……
       sa.sort(is);
        for(int i=0;i<is.length;i++)
        {
               System.out.print(is[i]+” “);
}
System.out.println();
}
客戶端對(duì)上面方法的使用如下：
int[] is = new int[]{3,1,4,9,2};
printSortedArray(is,new SortAlgor()
{
        public void sort(is)
        {
               int k = 0;
               for(int i=0;i<is.length;i++)
               {
                     for(int j=i+1;j<is.length;j++)
                      {
                             if(is[i]>is[j])
                             {
                                    k = is[i];
                                    is[i] = is[j];
                                    is[j] = k;
                             }
                      }
               }
}
});
這樣的用法很多,，我們都或多或少的被動(dòng)的使用過,。如在Swing編程中，我們經(jīng)常需要對(duì)組件增加監(jiān)聽器對(duì)象,，如下所示：
spinner2.addChangeListener(new ChangeListener()
{
public void stateChanged(ChangeEvent e)
{
System.out.println("Source: " + e.getSource());
}
}
);
在Arrays包里,，對(duì)元素為對(duì)象的數(shù)組的排序：
Arrays.sort(emps,new Comparator(){
        Public int compare(Object o1,Object o2)
        {
               return ((Employee)o1).getServedYears()-((Employee)o2).getServedYears();
}
})；
這樣的例子還有很多,，JDK教會(huì)了我們很多使用內(nèi)部類的方法,。隨時(shí)我們都可以看一看API，看看還會(huì)在什么地方使用到內(nèi)部類呢,？



場(chǎng)景之四：適當(dāng)使用內(nèi)部類,，使得代碼更加靈活和富有擴(kuò)展性
適當(dāng)?shù)氖褂脙?nèi)部類，可以使得你的代碼更加靈活和富有擴(kuò)展性,。當(dāng)然,，在這里頭起作用的還是一些模式的運(yùn)行，但如果不配以內(nèi)部類的使用，這些方法的使用效果就差遠(yuǎn)了,。不信,？請(qǐng)看下面的例子：
我們記得簡(jiǎn)單工廠模式的作用就是將客戶對(duì)各個(gè)對(duì)象的依賴轉(zhuǎn)移到了工廠類里。很顯然,，簡(jiǎn)單工廠模式并沒有消除那些依賴,，只是簡(jiǎn)單的將它們轉(zhuǎn)移到了工廠類里。如果有新的對(duì)象增加進(jìn)來,，則我們需要修改工廠類,。所以我們需要對(duì)工廠類做進(jìn)一步的改造，進(jìn)一步消除它對(duì)具體類的依賴,。以前我們提供過一個(gè)使用反射來消除依賴的方法,；這里,，我們將提供另外一種方法,。
這種方法是將工廠進(jìn)一步抽象，而將具體的工廠類交由具體類的創(chuàng)建者來實(shí)現(xiàn),，這樣,，工廠類和具體類的依賴的問題就得到了解決。而工廠的使用者則調(diào)用抽象的工廠來獲得具體類的對(duì)象,。如下,。

我們以一個(gè)生產(chǎn)形體的工廠為例,，下面是這些形體的接口：
package polyFactory;
public interface Shape {
public void draw();
public void erase();
}
通過上面的描述,，大家都可能已經(jīng)猜到，這個(gè)抽象的工廠肯定使用的是模板方法模式,。如下：
package polyFactory;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public abstract class ShapeFactory {
protected abstract Shape create();
private static Map factories = new HashMap();
public static void addFactory(String id,ShapeFactory f)
{
factories.put(id,f);
}
public static final Shape createShape(String id)
{
if(!factories.containsKey(id))
{
try
{
Class.forName("polyFactory."+id);
}
catch(ClassNotFoundException e)
{
throw new RuntimeException("Bad shape creation : "+id);
}
}
return ((ShapeFactory)factories.get(id)).create();
}
}

不錯(cuò),，正是模板方法模式的運(yùn)用。這個(gè)類蠻簡(jiǎn)單的：首先是一個(gè)create()方法,，用來產(chǎn)生具體類的對(duì)象,，留交各具體工廠實(shí)現(xiàn)去實(shí)現(xiàn)。然后是一個(gè)Map類型的靜態(tài)變量,，用來存放具體工廠的實(shí)現(xiàn)以及他們的ID號(hào),。接著的一個(gè)方法使用來增加一個(gè)具體工廠的實(shí)現(xiàn)。最后一個(gè)靜態(tài)方法是用來獲取具體對(duì)象,，里面的那個(gè)Class.forName……的作用是調(diào)用以ID號(hào)為類名的類的一些靜態(tài)的東西,。
下面，我們來看具體的類的實(shí)現(xiàn)：

package polyFactory;
public class Circle implements Shape {
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("the circle is drawing...");
}
public void erase() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("the circle is erasing...");
}
private static class Factory extends ShapeFactory
{
protected Shape create()
{
return new Circle();
}
}
static {ShapeFactory.addFactory("Circle",new Factory());}
}

這個(gè)類的其他的地方也平常得很。但就是后面的那個(gè)內(nèi)部類Factory用得好,。第一呢,，這個(gè)類只做一件事，就是產(chǎn)生一個(gè)Circle對(duì)象,，與其他類無關(guān),，就這一個(gè)條也就滿足了使用內(nèi)部類的條件。第二呢,，這個(gè)Factory類需要是靜態(tài)的,，這也得要求它被使用內(nèi)部類，不然,，下面的ShapeFacotry.addFactory就沒辦法add了,。而最后的那個(gè)靜態(tài)的語句塊是用來將具體的工廠類添加到抽象的工廠里面去。在抽象工廠里調(diào)用Class.forName就會(huì)執(zhí)行這個(gè)靜態(tài)的語句塊了,。
下面仍然是一個(gè)具體類：