第四章：OOP次元
知识具象化场景
陆小柒踏入由类与对象构成的机械都市，齿轮咬合声与代码编译声交织轰鸣。
- 类结构体：高耸的钢铁大厦，外墙刻着成员变量刻度盘，楼内电梯是方法调用栈
- 继承天桥：连接父类与子类的透明廊道，
super关键字化作磁悬浮列车穿梭其间 - 多态变形齿轮：镶嵌在对象核心的精密装置，虚方法表（vtable）的指针在其中高速旋转
- 单例黑塔：通体漆黑的巨型建筑，唯一的入口被
synchronized锁链缠绕，塔顶散发static能量波动 - 反射镜面：漂浮在空中的棱镜，
Class.forName()咒语可召唤任意类的镜像分身
实战代码谜题
任务： 封印内存泄漏黑洞
// 被腐化的单例黑塔（存在资源泄漏风险）
public class DarkTower {
private static DarkTower instance;
private List<byte[]> soulContainer = new ArrayList<>();
public static DarkTower getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new DarkTower();
}
return instance;
}
private DarkTower() {
// 初始化吞噬内存的容器
while(true) {
soulContainer.add(new byte[1024*1024]);
}
}
}
正确解法：
- 使用静态内部类实现延迟加载
- 防止反射攻击破坏单例
- 增加资源释放开关
public class SacredTower {
private List<byte[]> soulContainer = new ArrayList<>();
private static volatile boolean isDestroyed = false;
private SacredTower() {
if (Holder.INSTANCE != null) {
throw new RuntimeException("禁止反射攻击！");
}
}
private static class Holder {
private static final SacredTower INSTANCE = new SacredTower();
}
public static SacredTower getInstance() {
return Holder.INSTANCE;
}
public void releaseSouls() {
soulContainer.clear();
isDestroyed = true;
}
}
原理剖析（角色对话）
机械都市工程师（手持由UML图转化的蓝图卷轴）：
“看这个多态齿轮！（齿轮突然变形为猫/狗形态）JVM通过虚方法表实现动态绑定——编译时记录方法偏移量，运行时根据实际对象类型跳转指针…”
陆小柒（触摸发光的接口水晶）：
“所以接口就像标准电源插座？（展示USB形状的Runnable接口）实现类必须符合规范，但具体供电方式由实现类决定？”
工程师（激活反射棱镜）：
“小心使用反射！（棱镜突然复制出多个对象）它能绕过访问修饰符直接操作私有成员，就像用万能钥匙打开保险箱——强大但危险！”
设计模式守卫（从工厂方法传送门走出）：
“记住对象创建的三大法则：简单工厂是标准零件车间，抽象工厂是成套装备生产线，建造者模式是机甲组装流水线！”
陷阱关卡
危机： 匿名内部类引发的外星人持问题
public class SpaceStation {
private String secret = "宇宙密码9527";
public Runnable createLeak() {
return new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(secret); // 隐式持有外部类引用
}
};
}
}
破局步骤：
- 发现匿名Runnable持有外部类导致无法GC
- 改为静态嵌套类+弱引用组合
- 使用lambda表达式（不持有外部实例）
public class SpaceStation {
private String secret = "宇宙密码9527";
public Runnable createSafeTask() {
String localSecret = secret;
return () -> System.out.println(localSecret);
}
}
性能优化挑战
任务： 优化对象创建风暴
原始代码：
// 每秒创建百万个临时Vector对象（引发GC海啸）
void meteorShower() {
for (int i=0; i<1_000_000; i++) {
Vector<Star> stars = new Vector<>();
stars.add(new Star(i%100));
}
}
优化方案：
- 改用对象池复用实例
- 使用ThreadLocal减少竞争
- 选择更轻量的ArrayList
private static final ObjectPool<ArrayList<Star>> POOL = new ObjectPool<>(1000);
void optimizedShower() {
ArrayList<Star> stars = POOL.borrowObject();
try {
stars.clear();
for (int i=0; i<1_000_000; i++){
stars.add(StarPool.getStar(i%100));
}
} finally {
POOL.returnObject(stars);
}
}
特效： 优化后GC频率从每秒10次降为0次，对象池化作星光漩涡循环利用资源
本章技术总结
| 核心概念 | 现实映射 | 奇幻隐喻 |
|---|---|---|
| 类与对象 | 蓝图与实例 | 机械大厦与机甲 |
| 多态机制 | 动态绑定 | 变形齿轮 |
| 单例模式 | 全局唯一实例 | 漆黑能量塔 |
| 反射机制 | 运行时类操作 | 镜像棱镜 |
| 设计模式 | 代码架构方案 | 工程图纸 |
章末彩蛋： 当陆小柒关闭单例黑塔时，空中浮现由module-info.java构成的结界网络——暗示Java模块化系统即将重塑整个机械都市的能源体系…