Зачем запечатывать класс?

Я хотел бы услышать, какова мотивация большинства закрытых классов в структуре .Net. Какая польза от запечатывания класса? Я не могу понять, как запрет на наследование может быть полезным и, скорее всего, не единственным, кто борется с этими классами.

Итак, почему фреймворк спроектирован таким образом и разве не будет решающим изменением распечатать все? Должна быть другая причина, но просто быть злым?

• Иногда классы слишком дороги и не предназначены для наследования.
• Среда выполнения / Reflection может делать предположения о наследовании запечатанных классов при поиске типов. Отличный пример этого - атрибуты рекомендуется запечатать для скорости выполнения поиска. type.GetCustomAttributes (typeof (MyAttribute)) будет работать значительно быстрее, если MyAttribute запечатан.

Статья MSDN по этой теме - Ограничение расширяемости с помощью классов уплотнения .

Классы должны быть либо предназначены для наследования, либо запрещать его. За проектирование для наследования нужно платить:

• Он может закрепить вашу реализацию (вы должны объявить, какие методы будут вызывать какие другие методы, в случае, если пользователь переопределяет один, но не другой)
• Он показывает вашу реализацию, а не только эффекты
• Это означает, что вы должны думать о большем количестве возможностей при проектировании
• Такие вещи, как Equals, сложно спроектировать в дереве наследования
• Требуется дополнительная документация
• Неизменяемый тип, который является подклассом, может стать изменяемым (ick)

В пункте 17 «Эффективной Java» содержится более подробная информация об этом - независимо от того, что он написан в контексте Java, совет применим также и к .NET.

Лично я хочу, чтобы классы были запечатаны по умолчанию в .NET.

Похоже, что официальные руководящие принципы Microsoft по запечатыванию эволюционировали с тех пор, как этот вопрос был задан ~ 9 лет назад, и они перешли от философии согласия (печать по умолчанию) к отказу (по умолчанию не запечатывать):

X НЕ закрывайте классы без уважительной причины.

Запечатывание класса из-за того, что вы не можете придумать сценарий расширения, не является хорошей причиной. Пользователи фреймворка любят наследовать классы по разным неочевидным причинам, например, добавляя удобные члены. См. В разделе «Незапечатанные классы» примеры неочевидных причин, по которым пользователи хотят наследовать от типа.

К веским причинам для запечатывания класса относятся следующие:

• Класс - это статический класс. См. Разработка статического класса.
• Класс хранит чувствительные к безопасности секреты в унаследованных защищенных членах.
• Класс наследует множество виртуальных членов, и стоимость их индивидуального запечатывания перевесит выгоды от оставления класса незапечатанным.
• Класс - это атрибут, который требует очень быстрого поиска во время выполнения. Запечатанные атрибуты имеют несколько более высокие уровни производительности, чем незапечатанные. См. Атрибуты.

X НЕ объявляйте защищенные или виртуальные члены для запечатанных типов.

По определению, запечатанные типы не могут быть унаследованы от. Это означает, что защищенные члены запечатанных типов не могут быть вызваны, а виртуальные методы запечатанных типов не могут быть переопределены.

✓ РАССМАТРИВАЙТЕ элементы уплотнения, которые вы игнорируете. Проблемы, которые могут возникнуть в результате введения виртуальных членов (обсуждаемых в разделе «Виртуальные члены»), также относятся к переопределениям, хотя и в несколько меньшей степени. Запечатывание переопределения защищает вас от этих проблем, начиная с этой точки в иерархии наследования.

Действительно, если вы выполните поиск в кодовой базе ASP.Net Core , вы найдете только около 30 случаев sealed class, большинство из которых являются атрибутами и тестовыми классами.

Я действительно думаю, что сохранение неизменности - хороший аргумент в пользу запечатывания.

Я нашел это предложение в документации msdn: «Запечатанные классы в основном используются для предотвращения образования производных. Поскольку они никогда не могут использоваться в качестве базового класса, некоторые оптимизации во время выполнения могут сделать вызов запечатанных членов класса немного быстрее».

Я не знаю, является ли производительность единственным преимуществом закрытых классов, и лично я также хотел бы знать какие-либо другие причины ...

Производительность является важным фактором, например, строковый класс в java является окончательным (<- запечатанный), и причиной этого является только производительность. Я думаю, что еще один важный момент - избежать проблемы хрупкого базового класса, подробно описанной здесь: http://blogs.msdn.com/ericlippert/archive/2004/01/07/virtual-methods-and-brittle-base-classes. aspx

Если вы предоставляете фреймворк, это важно для поддерживаемых устаревших проектов и для обновления фреймворка, чтобы избежать проблемы хрупкого базового класса.

Sealed используется для предотвращения «проблемы хрупкого базового класса». Я нашел хорошую статью в MSDN, которая объясняет это.

Герметизация позволяет получить незначительный прирост производительности. Это менее верно в мире JIT и ленивой пессимизации, чем в мире, скажем, C ++, но поскольку .NET не так хорош, как пессимизация, как компиляторы Java, в основном из-за различных философий проектирования, он все еще полезен. Он сообщает компилятору, что он может напрямую вызывать любые виртуальные методы, а не вызывать их косвенно через vtable.

Это также важно, когда вам нужен «закрытый мир» для таких вещей, как сравнение равенства. Обычно, когда я определяю виртуальный метод, мне очень хочется определить понятие сравнения на равенство, которое действительно реализует эту идею. С другой стороны, я мог бы определить его для конкретного подкласса класса с помощью виртуального метода. Запечатывание этого класса гарантирует, что равенство действительно выполняется.

Запечатывание класса упрощает управление одноразовыми ресурсами.

Чтобы определить, следует ли запечатать класс, метод или свойство, обычно следует учитывать следующие два момента:

• Потенциальные преимущества, которые производные классы могут получить за счет возможности настройки вашего класса.

• Возможность того, что производные классы могут изменить ваши классы таким образом, что они больше не будут работать правильно или как ожидалось.

Еще одно соображение заключается в том, что запечатанные классы не могут быть заглушены в ваших модульных тестах. Из документации Microsoft :

Запечатанные классы или статические методы не могут быть заглушены, поскольку типы заглушек зависят от диспетчеризации виртуальных методов. В таких случаях используйте типы оболочек, описанные в разделе Использование оболочек для изоляции приложения от других сборок для модульного тестирования.