In diesem Kapitel wurden an verschiedenen Stellen Beispiele gezeigt,
in denen Schlüsselwörter wie public
oder private
zusammen mit bestimmten Programmelementen verwendet wurden. Mit Hilfe
dieser Attribute können die Eigenschaften von Klassen, Methoden
und Variablen verändert werden. Sie haben insbesondere Einfluß
auf die Lebensdauer, Sichtbarkeit
und Veränderbarkeit dieser Programmelemente
und werden meist als Modifier bezeichnet. Wir wollen sie nun
im Zusammenhang betrachten und ihre Wirkungsweise auf die verschiedenen
Elemente eines Java-Programms erläutern.
Die eingangs erwähnte Tatsache, daß in einer abgeleiteten
Klasse alle Eigenschaften der Basisklasse übernommen werden,
ist nicht in allen Fällen ganz korrekt. Zwar besitzt sie immer
alle Variablen und Methoden der Basisklasse, kann aber unter Umständen
nicht darauf zugreifen, wenn ihre Sichtbarkeit eingeschränkt
wurde.
Die Sichtbarkeit von Variablen und Methoden wird mit Hilfe folgender
Modifier geregelt:
- Elemente des Typs public
sind in der Klasse selbst (also in ihren Methoden), in Methoden abgeleiteter
Klassen und für den Aufrufer von Instanzen der Klasse sichtbar.
- Elemente des Typs protected
sind in der Klasse selbst und in Methoden abgeleiteter Klassen sichtbar.
Zusätzlich können Klassen desselben Pakets sie aufrufen.
- Elemente des Typs private
sind lediglich in der Klasse selbst sichtbar. Für abgeleitete
Klassen und für Aufrufer von Instanzen bleiben private-Variablen
verdeckt.
- Elemente, die ohne einen der drei genannten Modifier deklariert
wurden, werden als package scoped oder
Elemente mit Standard-Sichtbarkeit
bezeichnet. Sie sind nur innerhalb des Pakets sichtbar, zu dem diese
Klasse gehört. In anderen Paketen sind sie dagegen unsichtbar.
8.2.2 Die Attribute im Überblick
Nachfolgend wollen wir die wichtigsten Attribute noch einmal zusammenfassend
darstellen und ihre jeweiligen Auswirkungen auf die Sichtbarkeit,
Lebensdauer oder Veränderbarkeit von Variablen, Methoden und
Klassen beschreiben.
private
Methoden oder Variablen vom Typ private
sind nur in der aktuellen Klasse sichtbar, in allen anderen Klassen
bleiben sie dagegen unsichtbar.
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Diese Einschränkung bedeutet überraschenderweise nicht,
daß die Methoden einer Klasse nur auf die privaten Membervariablen
des eigenen Objekts zugreifen dürfen. Vielmehr ist ebenfalls
möglich, (quasi von außen) auf die private-Variablen
eines anderen Objekts zuzugreifen. Vorausgesetzt, es handelt
sich um eine Instanz derselben Klasse.
Das folgende Beispielprogramm demonstriert dies mit Hilfe der Klasse
ClassWithPrivateA, die eine
private Membervariable a besitzt.
An der Implementierung von setOtherA
können wir erkennen, wie der Zugriff auf fremde Objekte desselben
Typs möglich ist:
001 /* Listing0806.java */
002
003 public class Listing0806
004 {
005 public static void main(String[] args)
006 {
007 ClassWithPrivateA a1 = new ClassWithPrivateA(7);
008 ClassWithPrivateA a2 = new ClassWithPrivateA(11);
009 a2.setOtherA(a1, 999);
010 System.out.println("a1 = " + a1.toString());
011 System.out.println("a2 = " + a2.toString());
012 }
013 }
014
015 class ClassWithPrivateA
016 {
017 private int a;
018
019 public ClassWithPrivateA(int a)
020 {
021 this.a = a;
022 }
023
024 public void setOtherA(ClassWithPrivateA other, int newvalue)
025 {
026 other.a = newvalue;
027 }
028
029 public String toString()
030 {
031 return "" + a;
032 }
033 }
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Listing0806.java |
Listing 8.6: Zugriff auf fremde private Membervariablen
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An der Ausgabe des Programms kann man erkennen, daß über
das Objekt a2 auf private Membervariablen des Objekts a1
zugegriffen wurde:
a1 = 999
a2 = 11
protected
Methoden oder Variablen vom Typ protected
sind in der aktuellen Klasse und in abgeleiteten Klassen sichtbar.
Darüber hinaus sind sie für Methoden anderer Klassen innerhalb
desselben Pakets sichtbar. Sie sind jedoch nicht für Aufrufer
der Klasse sichtbar, die in anderen Paketen definiert wurden.
public
Membervariablen und Methoden vom Typ public
sind im Rahmen ihrer Lebensdauer überall sichtbar. Sie können
daher in der eigenen Klasse und von beliebigen Methoden anderer Klassen
verwendet werden. Das Attribut public
ist zusätzlich auch bei der Klassendefinition selbst von Bedeutung,
denn nur Klassen, die als public
deklariert wurden, sind außerhalb des Pakets sichtbar, in dem
sie definiert wurden. In jeder Quelldatei darf nur eine Klasse mit
dem Attribut public
angelegt werden.
Klassen, Methoden, Variablen mit Standard-Sichtbarkeit sind nur innerhalb
des Pakets sichtbar, in dem sie definiert wurden. Sie sind beispielsweise
nützlich, um in aufwendigeren Paketen allgemein zugängliche
Hilfsklassen zu realisieren, die außerhalb des Pakets unsichtbar
bleiben sollen. Sie können mitunter nützlich sein, um zu
verhindern, daß Elemente als public
deklariert werden.
static
Variablen und Methoden mit dem Attribut static
sind nicht an die Existenz eines konkreten Objekts gebunden, sondern
existieren vom Laden der Klasse bis zum Beenden des Programms. Das
static-Attribut
beeinflußt bei Membervariablen ihre Lebensdauer und erlaubt
bei Methoden den Aufruf, ohne daß der Aufrufer ein Objekt der
Klasse besitzt, in der die Methode definiert wurde.
Wird das Attribut static
nicht verwendet, so sind Variablen innerhalb einer Klasse immer an
eine konkrete Instanz gebunden. Ihre Lebensdauer beginnt mit dem Anlegen
des Objekts und dem Aufruf eines Konstruktors und endet mit der Freigabe
des Objekts durch den Garbage Collector.
final
Membervariablen mit dem Attribut final
dürfen nicht verändert werden, sind also als Konstanten
anzusehen. Methoden des Typs final
dürfen nicht überlagert werden; ebensowenig dürfen
Klassen des Typs final
zur Ableitung neuer Klassen verwendet werden. Wird das Attribut final
dagegen nicht verwendet, sind Membervariablen veränderbar, können
Methoden überlagert und Klassen abgeleitet werden.
Falls eine Methode oder Klasse das Attribut final
besitzt, kann der Compiler auf die dynamische Methodensuche verzichten.
final-Methoden
können daher performanter aufgerufen werden als normale Methoden.
Dies ist einer der Gründe dafür, daß die Java-Designer
einige der mitgelieferten Klassen als final
deklariert haben. Es führt aber gleichzeitig dazu, daß
die entsprechenden Klassen nicht mehr erweitert werden können.
Ein prominentes Beispiel aus der Laufzeitbibliothek ist die als final
deklarierte Klasse String.
Seit dem JDK 1.1 kann das final-Attribut
auch auf Parameter von Methoden und lokale Variablen angewendet werden.
Dadurch stellt der Compiler sicher, daß die Variable bzw. der
Parameter nach der Initialisierung nicht mehr verändert wird.
Die Initialisierung muß dabei nicht unbedingt bei der Deklaration
erfolgen, sondern kann auch später vorgenommen werden. Wichtig
ist, daß nur genau einmal ein Wert zugewiesen wird.
transient
Membervariablen können mit dem Attribut transient
belegt werden, um anzuzeigen, daß sie keine persistente Form
besitzen. Sie werden beim Serialisieren und Deserialisieren von Objekten
dieses Typs ignoriert. Details werden in Kapitel 41
beschrieben.
volatile
Das Schlüsselwort volatile
wird verwendet, um anzuzeigen, daß Membervariablen asynchron,
also außerhalb des aktuellen Threads, modifiziert werden können.
Der Wert einer so deklarierten Variable wird daher bei jedem Zugriff
erneut gelesen (anstatt möglicherweise direkt aus einem Register
der virtuellen Maschine genommen zu werden). Die Verwendung von volatile
ist eher ungebräuchlich. Es kann beispielsweise zur Sicherstellung
der Datenintegrität beim Multithreading verwendet werden oder
dient dazu, Zugriffe auf asynchron veränderliche Speicherstellen
(etwa eine Echtzeituhr, auf die über eine Variable zugegriffen
wird) stets aktuell zu halten.