原文链接 理解 Java 关键字 final
final可以用来干什么
final是Java中非常常见的一个关键字,可以说每天都在使用它,虽然常见,但却也不见得都那么显而易见,今天就来研究一下final,以加深对它的理解和更合理的运用。
修饰类
当一个类不想被继承时,就可以用final来修饰。
修饰方法
当一个方法不想被子类覆写(Override)时,可以用final来修饰。另外一方面,把方法用final来修饰也有一定的性能提升上的帮助,因为虚拟机知道它不会被覆写,所以可以以更简单的方式来处理。
private的方法,默认都会被编译器加上final.
修饰变量
被final修饰的变量只能赋值一次,之后不能再被修改。如:
final int a = 10;
a = 4; // compilation error
需要注意的是,这里说的是只能赋值一次,并不意味着,非要在声明变量时直接初始化,比如,下面的代码也是完全合法的:
final int a;
if (foo()) {
a = 3;
} else {
a = 4;
}
修饰域变量
域变量也是变量,所以用final来修饰的第一个作用就是赋值后,不能再修改变量的值,比如:
final int a = 10;
final Object b = new Object();
对于基本类型来说,就是变量值不能再被修改;对于引用来说,就是不能再让其指向其他对象或者null。
但对于域变量,声明为final的域变量必须在声明时初始化,或者在构造方法中初始化,否则会有编译错误。
此外,声明为final的域变量还有内存模型上的语义,下面详细说
内存模型的作用–防止变量从构造方法中逸出
这个主要是针对被final修饰的域变量,虚拟机会有禁止指令重排的保证:
- 在构造方法内对一个final变量的写入,与随后这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这二个顺序不改变,final变量的写入一定要早于对象引用的赋值。
什么意思呢?在多线程环境下,域变量是有可能从构造方法中逸出的,也就是说线程有可能读到还没有被构造方法初始化的域变量的值。比如:
class Foo {
int a;
Foo(int v) {
a = v;
}
}
如果是在多线程环境下,一个线程A在创建Foo的对象,另一个线程B在读对象的a的值,则B是有可能读到未正确初始化a的值(默认初始值0)。这就是域变量从构造方法中逸出。
关键字final可以禁止虚拟机指令重排,从而保证了构造方法执行完毕前final修饰的变量一定是初始化过了的。
这部分可以参考深入理解Java内存模型(六)——final,讲解的非常详细。
匿名内部类使用外部变量时为何要强制使用final修饰
这个大家肯定都习以为常了,比如:
private void initViews() {
final int a = 3; // Compilation error if remove final
btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
if (a > 1) {
// volala
}
}
}
}
那么,有没有想过为什么?而像其他支持完整闭包的语言如JavaScript,Python等,是没有这等限制的。究其原因,是Java对闭包支持不够完整,或者说它并不是像动态语言那样的完整闭包。对于匿名内部类来说,编译器会创建一个命名类(OutClass$1之类的),然后把匿名类所在的能捕获的变量),以构造参数的形式传递给内部类使用,这样一样,外部的变量与内部类看到的变量是不同的,虽然它们的值是相同的,因此,如果再允许外部修改这些变量,或者内部类里面修改这些变量,都会造成数据的不一致性(因为它们是不同的变量),所以Java强制要求匿名内部类访问的外部变量要加上final来修饰。
对于其他语言,匿名内部类,持有的是外部变量的一个包装的引用(wrapper reference),这可以能看不懂,但是理解起来就是内部类能直接访问外部变量,外部与闭包内部访问的是同一个变量,因此外部修改了,内部能看到变化,内部修改了,外部也能看到变化。
一句话总结就是,Java内部类与外部持有的是值相同的不同的变量;其他支持闭包的语言则持有的是相同的变量。
建议能使用final的地方就加上final修饰
最后来聊聊,啥时候应该用final呢?孤的建议(以及众多大师的建议)就是能多用就多用,除非不能用final,否则就用。原因,有这么几条:
-
域变量尽可能加上final
这个原因比较明确,前面也提到了,在多线程条件下,会有很大的优势。尽可能加上final来修饰域变量,甚至用Immutable Object,可以省去构造时的多线程同步。
多线程最大的麻烦是状态同步,啥是状态?其实就是共享数据,域变量就是共享数据,所以,如果共享数据都是不可变的(Immutable),那么自然就没有了同步上的麻烦。
-
final类和方法能提升性能
正常的类和方法,虚拟机需要为了继承和方法覆写而做一次准备,如果加上了final,虚拟机知道它不会被继承或者覆写,那么就可以做一些优化。虽然,这并不显著,但是还是可以提升一些性能的。
-
final变量能提升可读性
无论是域变量还是本地变量,加上了final修饰,程序的维护者就知道了,这个变量的值不会再改变,这无疑会大大增加可读性。
参考资料
- 浅析Java中的final关键字
- 深入理解Java内存模型(六)——final
- 为什么必须是final的呢?
- java为什么匿名内部类的参数引用时final?
- Thread-safety with the Java final keyword
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