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Ein Entwicklerleitfaden zu versiegelten Klassen und Schnittstellen in Java
Ein Entwicklerleitfaden zu versiegelten Klassen und Schnittstellen in Java
Jul 31, 2025 am 06:07 AM
Sealed classes and interfaces in Java allow restricting inheritance to a known set of subclasses, enhancing code safety and maintainability. Introduced in Java 17, they require the sealed keyword and a permits clause listing allowed subclasses—each of which must be final, sealed, or explicitly non-sealed. This enables compile-time exhaustiveness checks, especially useful with pattern matching in switch expressions, eliminating the need for default cases when all subtypes are handled. Best practices include using them for domain modeling (e.g., algebraic data types), keeping permitted subclasses co-located or nested, combining with records for immutable data, and preferring final or sealed over non-sealed to preserve guarantees. Key pitfalls include ensuring all subclasses are explicitly permitted, residing in the same module, and planning hierarchies upfront since dynamic extensions are not allowed. With proper IDE support for Java 17+, sealed types provide a robust mechanism for defining closed type hierarchies, making them ideal for modeling ASTs, state machines, or protocol messages where completeness and type safety are critical.
Sealed classes and interfaces are one of the standout features introduced in modern Java, offering a powerful way to control inheritance and improve code safety. If you're a Java developer, understanding sealed types can help you design more robust and maintainable APIs. Let’s break down what they are, why they matter, and how to use them effectively.
What Are Sealed Classes and Interfaces?
A sealed class or interface restricts which other classes or interfaces can extend or implement it. This means you can define a type that only allows specific known subclasses — no surprises from arbitrary extensions elsewhere in the codebase.
This feature was finalized in Java 17 (after being in preview since Java 15), so make sure you're using Java 17 or later to use it in production.
To seal a class or interface, use the sealed modifier, followed by the permits clause listing all allowed subclasses:
public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
// ...
}Each permitted subclass must be in the same module (or package, if in the unnamed module) and must explicitly declare how it continues the sealing:
- As
final: cannot be extended further. - As
sealed: can only be extended by its own permitted subclasses. - As
non-sealed: opens up for unrestricted extension (use with caution).
Example:
public final class Circle extends Shape { } // OK: final
public sealed class Rectangle extends Shape // OK: sealed
permits Square { }
public non-sealed class Triangle extends Shape { } // OK: explicitly non-sealedWhy Use Sealed Types?
Before sealed types, if you wanted to restrict subclassing, you had limited options:
- Make a class
final→ no inheritance at all. - Keep constructors package-private → limits to same package, but not compile-time enforced.
- Rely on documentation → fragile and error-prone.
Sealed types solve this by providing exhaustiveness and compile-time safety. They work especially well with pattern matching (via switch expressions or instanceof) to ensure you handle all possible subtypes.
For example, with a sealed Shape, a switch expression can be exhaustive:
double area = switch (shape) {
case Circle c -> Math.PI * c.radius() * c.radius();
case Rectangle r -> r.width() * r.height();
case Triangle t -> t.base() * t.height() / 2;
};No default needed — the compiler knows these are the only possible cases.
This eliminates runtime surprises and makes your logic more predictable.
Best Practices for Designing with Sealed Types
When using sealed classes/interfaces, keep these guidelines in mind:
Use them for domain modeling: Perfect for representing algebraic data types (ADTs), like expressions, messages, or state machines.
public sealed interface Expr permits Constant, Add, Multiply { }Keep permitted subclasses close: They should be in the same file or nearby for clarity. In many cases, nest them as
staticclasses/interfaces inside the sealed parent.public sealed interface Result permits Success, Failure { record Success(String data) implements Result { } record Failure(String error) implements Result { } }Prefer
finalorsealedovernon-sealed: Only usenon-sealedwhen you intentionally want extensibility, but be aware it weakens the guarantees.Combine with records: Sealed types and records go hand-in-hand for concise, immutable data modeling.
public sealed interface Color permits Red, Green, Blue { } record Red() implements Color { } record Green() implements Color { } record Blue() implements Color { }
Common Pitfalls and Gotchas
- All permitted subclasses must be explicitly listed — the compiler won’t infer them.
-
Subclasses must be in the same module — if you're using modules (
module-info.java), ensure they’re accessible. - No late additions: You can’t add new permitted subclasses dynamically. Plan your hierarchy upfront.
- IDE support matters: Make sure your IDE (IntelliJ, Eclipse, etc.) supports Java 17+ features to avoid false errors.
Summary
Sealed classes and interfaces give Java developers fine-grained control over inheritance, enabling safer, more expressive type hierarchies. When combined with pattern matching and records, they bring functional programming-style safety to object-oriented design.
Use them to model closed sets of types — like ASTs, UI states, or protocol messages — and enjoy compile-time exhaustiveness checks that reduce bugs.
Basically: if you’re defining a type that should only have a known set of subtypes,
sealedis the way to go.Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEin Entwicklerleitfaden zu versiegelten Klassen und Schnittstellen in Java. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
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