很多常见的面试题都会出诸如抽象类和接口有什么区别，什么情况下会使用抽象类和什么情况你会使用接口这样的问题。本文我们将仔细讨论这些话题。
在讨论它们之间的不同点之前，我们先看看抽象类、接口各自的特性。

抽象类

抽象类是用来捕捉子类的通用特性的 。它不能被实例化，只能被用作子类的超类。抽象类是被用来创建继承层级里子类的模板。以JDK中的GenericServlet为例：

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9		 public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {
// abstract method
abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res);

void init() {
// Its implementation
}
// other method related to Servlet
}

当HttpServlet类继承GenericServlet时，它提供了service方法的实现：

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15		 public class HttpServlet extends GenericServlet {
void service(ServletRequest req, ServletResponse res) {
// implementation
}

protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
// Implementation
}

protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
// Implementation
}

// some other methods related to HttpServlet
}

接口

接口是抽象方法的集合。如果一个类实现了某个接口，那么它就继承了这个接口的抽象方法。这就像契约模式，如果实现了这个接口，那么就必须确保使用这些方法。接口只是一种形式，接口自身不能做任何事情。以Externalizable接口为例：

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6		 public interface Externalizable extends Serializable {

void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;

void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

当你实现这个接口时，你就需要实现上面的两个方法：

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19		 public class Employee implements Externalizable {

int employeeId;
String employeeName;

@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
employeeId = in.readInt();
employeeName = (String) in.readObject();

}

@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {

out.writeInt(employeeId);
out.writeObject(employeeName);
}
}

抽象类和接口的对比

参数 抽象类 接口
默认的方法实现 它可以有默认的方法实现 接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现
实现 子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话，它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。 子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现
构造器 抽象类可以有构造器 接口不能有构造器
与正常Java类的区别 除了你不能实例化抽象类之外，它和普通Java类没有任何区别 接口是完全不同的类型
访问修饰符 抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符 接口方法默认修饰符是public。你不可以使用其它修饰符。
main方法 抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它 接口没有main方法，因此我们不能运行它。（java8以后接口可以有default和static方法，所以可以运行main方法）
多继承 抽象方法可以继承一个类和实现多个接口 接口只可以继承一个或多个其它接口
速度 它比接口速度要快 接口是稍微有点慢的，因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。
添加新方法 如果你往抽象类中添加新的方法，你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。 如果你往接口中添加方法，那么你必须改变实现该接口的类。

什么时候使用抽象类和接口

  • 如果你拥有一些方法并且想让它们中的一些有默认实现，那么使用抽象类吧。
  • 如果你想实现多重继承，那么你必须使用接口。由于Java不支持多继承，子类不能够继承多个类，但可以实现多个接口。因此你就可以使用接口来解决它。
  • 如果基本功能在不断改变，那么就需要使用抽象类。如果不断改变基本功能并且使用接口，那么就需要改变所有实现了该接口的类。

什么时候使用抽象类？
抽象类让你可以定义一些默认行为并促使子类提供任意特殊化行为。
例如：Spring的依赖注入就使得代码实现了集合框架中的接口原则和抽象实现。

Java8中的默认方法和静态方法

Oracle已经开始尝试向接口中引入默认方法和静态方法，以此来减少抽象类和接口之间的差异。现在，我们可以为接口提供默认实现的方法了并且不用强制子类来实现它。这类内容我将在下篇博客进行阐述。

从 java 容器类的设计讨论抽象类和接口的应用

除了前面提到的一个问题：多态到底是用抽象类还是接口实现？我还看到有人评论说：现在都是提倡面向接口编程，使用抽象类的都被称为上世纪的老码农了。哈哈。看到这个说法我也是苦笑不得。不过，面向接口编程的确是一个趋势，java 8 已经支持接口实现默认方法和静态方法了，抽象类和接口之间的差异越来越小。闲话少说，我们开始讨论抽象类和接口的应用。
full_container_taxonomy
上图是 java 容器类的类继承关系。我们以容器类中 ArrayList 为例子来讨论抽象类和接口的应用。

ArrayList 类继承关系

ArrayList
上图是 ArrayList 的类继承关系。可以看到，ArrayList 的继承关系中既使用了抽象类，也使用了接口。

  • 最顶层的接口是 Iterable，表示这是可迭代的类型。所有容器类都是可迭代的，这是一个极高的抽象。
  • 第二层的接口是 Collection，这是单一元素容器的接口。集合，列表都属于此类。
  • 第三层的接口是 List，这是所有列表的接口。

通过三个接口，我们可以找到容器类的三个抽象特性，实现这些接口就意味着拥有这些接口的特性。

  • AbstractCollection 实现了 Collection 中的部分方法。
  • AbstractList 实现了 AbstractCollection 和 List 中的部分方法。

上面的抽象类提供了一些方法的默认实现，给具体类提供了复用代码。

纯抽象类实现

如果我们像一个老码农一样，用抽象类来实现上面的接口会有怎样的效果？那么，类图可能变成这样。
AbtractList
抽象类在这里存在着一个很大的问题，它不能多继承，在抽象的层次上没有接口高，也没有接口灵活。例如说：
List + AbstractCollection -> AbstractListSet + AbstractCollection -> AbstractSet
单纯用抽象类无法实现像接口一样灵活的扩展。

纯接口实现

如果我们像一个新码农一样，用纯接口来实现呢？
InterfaceList
这样写理论上没有问题，实际写代码的时候问题就来了。所有的接口都要提供实现，于是你不得不在各个实现类中重复代码。

总结

经过上面的讨论，我们得出两个结论：

  • 抽象类和接口并不能互相替代。
  • 抽象类和接口各有不可替代的作用。

从容器类的类关系图中可以看到，接口主要是用来抽象类型的共性，例如说，容器的可迭代特性。抽象类主要是给具体实现类提供重用的代码，例如说，List 的一些默认方法。

抽象类和接口的使用时机

那么，什么时候该用抽象类，什么时候该用接口呢？
要解决上面的问题，我们先从弄清楚抽象类和接口之间的关系。首先，我们都知道类对事物的抽象，定义了事物的属性和行为。而抽象类是不完全的类，具有抽象方法。接口则比类的抽象层次更高。所以，我们可以这样理解它们之间的关系：类是对事物的抽象，抽象类是对类的抽象，接口是对抽象类的抽象。
从这个角度来看 java 容器类，你会发现，它的设计正体现了这种关系。不是吗？从 Iterable 接口，到 AbstractList 抽象类，再到 ArrayList 类。
现在回答前面的问题：在设计类的时候，首先考虑用接口抽象出类的特性，当你发现某些方法可以复用的时候，可以使用抽象类来复用代码。简单说，接口用于抽象事物的特性，抽象类用于代码复用。
当然，不是所有类的设计都要从接口到抽象类，再到类。程序设计本就没有绝对的范式可以遵循。上面的说法只是提供一个角度来理解抽象类和接口的关系，每个人都会有自己的理解，有人认为两者一点关系都没有，这也有道理。总之，模式和语法是死的，人是活的。