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Java關(guān)鍵詞final示例解讀

 更新時間:2022年12月20日 10:53:32   作者:拿了桔子跑-范德依彪  
這篇文章主要介紹了Java關(guān)鍵詞final解讀,本文通過示例代碼給大家介紹的非常詳細,對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下

1 final基本用法

final:“這是無法改變的"
final可以修飾:變量、參數(shù)、方法、類

1.1 final修飾變量

修飾變量(變量、局部變量),當(dāng)變量類型為:

  • 基本類型,一旦被賦值,該值不能被改變。
  • 引用類型,一旦引用被初始化指向一個對象,就不能指向別的對象,但對象內(nèi)容可以被修改
  • 數(shù)據(jù)類型:數(shù)組也是引用類型

分析以下代碼:

import java.util.Random;
class Value {
    int i; // Package access
    public Value(int i) { this.i = i; }
}
public class FinalData {
    private static Random rand = new Random(47);
    private String id;
    public FinalData(String id) { this.id = id; }
    //編譯時常量
    private final int valueOne = 9;
    private static final int VALUE_TWO = 99;
    public static final int VALUE_THREE = 39;
    //非編譯時常量
    private final int i4 = rand.nextInt(20);
    static final int INT_5 = rand.nextInt(20);
    private Value v1 = new Value(11);
    private final Value v2 = new Value(22);
    private static final Value VAL_3 = new Value(33);
    // Arrays:
    private final int[] a = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    public String toString() {
        return id + ": " + "i4 = " + i4 + ", INT_5 = " + INT_5;
    }

    public static void main(String[] args) {
        FinalData fd1 = new FinalData("fd1");
        //! fd1.valueOne++; // Error: can't change value
        fd1.v2.i++; // OK:引用指向的對象內(nèi)容可變
        fd1.v1 = new Value(9); // OK :非final,引用可變
        for(int i = 0; i < fd1.a.length; i++)
            fd1.a[i]++; // Object isn't constant!
        //! fd1.v2 = new Value(0); // Error: final引用不可變
        //! fd1.VAL_3 = new Value(1); //Error: final引用不可變
        //! fd1.a = new int[3];
        System.out.println(fd1);
        System.out.println("Creating new FinalData");
        FinalData fd2 = new FinalData("fd2");
        System.out.println(fd1);
        System.out.println(fd2);
    }
}
/* 運行結(jié)果:
fd1: i4 = 15, INT_5 = 18
Creating new FinalData
fd1: i4 = 15, INT_5 = 18
fd2: i4 = 13, INT_5 = 18
*///:~

說明:

  • valuOne和VALUE_TWO:都是編譯期常量,無重大區(qū)別。
  • VAL_THREE:典型的對常量定義的方式:定義為public,則可以被用于包之外;定義為static,則強調(diào)只有一份;定義為final,則說明它是一個常量。注意這種類型常量的命名方式(大寫和下劃線)
  • i4和INT_ 5:final變量不代表編譯時可知它的值,可以在運行時初始化值。例如在運行時使用隨機生成的數(shù)值來初始化
  • v1、v2、VAL_3 說明final引用的特征
  • 特別注意:INT_5:不可以通過創(chuàng)建第二個FinalData對象而加以改變。因為它是static的,在裝載時已被初始化,而不是每次創(chuàng)建新對象時都初始化

1.2 final修飾方法參數(shù)

參數(shù):遵循final修飾變量的約束條件,不能在方法中修改它的值或者指向別的對象。

 private void finalParam(final Map param){
    param = new HashMap();//報錯
    param.put("","");//不報錯
 }

1.3 final修飾方法

使用final方法的原因:確保在繼承中使方法行為保持不變,并且不會被覆蓋(設(shè)計考慮)。

  • final修飾的方法不可以重寫(重寫發(fā)生在父類與之類)
  • final修飾的方法可以重載(同一個類)

以下代碼可以正確運行:

public class FinalExampleParent {
    public final void test() {
    }
    public final void test(String str) {
    }
}

final和private:

類中所有的private方法都隱式地指定為final的。由于其它類無法取用private方法,因此無法覆蓋它??梢詫rivate方法添加final修飾,但沒意義。

1.4 final修飾類

當(dāng)類定義為final時,表示該類不可繼承。
final類的所有方法都是隱式為final,因為無法覆蓋它們

1.5 空白final

定義:被聲明為final但又未給定初值的域。
用途:提供了更大的靈活性:一個類中的final域就可以做到根據(jù)對象而有所不同,卻又保持其恒定不變的特性。

class Poppet {
    private int i;
    Poppet(int ii) { i = ii; }
}
public class BlankFinal {
    private final int i = 0; // Initialized final
    private final int j; // Blank final
    private final Poppet p; // Blank final reference
    //空final構(gòu)造器中初始化
    public BlankFinal() {
        j = 1; // Initialize blank final
        p = new Poppet(1); // Initialize blank final reference
    }
    public BlankFinal(int x) {
        j = x; // Initialize blank final
        p = new Poppet(x); // Initialize blank final reference
    }
    public static void main(String[] args) {
    //空final域在不同情形下賦予不一樣的初值
        new BlankFinal();
        new BlankFinal(47);
    }
}

說明:

  • 必須在域的定義處或者每個構(gòu)造器中對final賦值,這正是fnal域在使用前總是被初始化的原因所在。
  • 一個類中的final域可以根據(jù)對象而有所不同,卻又保持其不變的特性。

1.6 static final

  • 同時是static final 的字段占據(jù)一段不能改變的存儲空間,它必須在定義的時候進行賦值,否則編譯器將不予通過【即使在構(gòu)造函數(shù)中初始化也不行】。
  • static修飾的字段并不屬于一個對象,而是屬于這個類的?!緦σ粋€類創(chuàng)建多個對象,其static final 修飾的變量其實是指向同一個值】

2 jvm角度理解final不可變性

一、Javac編譯器

final變量的不變性由Javac編譯時來保證:(只能在編譯期而不能在運行期中檢查)

javac編譯時,進入數(shù)據(jù)及控制流分析階段時,F(xiàn)low.flow()會涉及以下檢查:檢查final變量是否有多次賦值,空白final變量是否在構(gòu)造函數(shù)中進行過初始化。

這里參考:javac final變量未賦值檢測講解

二、JVM類加載

final類的不可變性由jvm進行類加載的校驗階段來保證:

JVM類加載的校驗階段中,對元數(shù)據(jù)驗證時,包含final語義校驗:
1. 這個類的父類是否繼承了不允許被繼承的類(被final修飾的類)
2. 類中的字段、方法是否與父類產(chǎn)生矛盾(例如覆蓋了父類的final字段,或者出現(xiàn)不符合規(guī)則的方法重載,例如方法參數(shù)都一致,但返回值類型卻不同等)

3 final多線程下可見性

定義:被final修飾的字段在構(gòu)造器中一旦被初始化完成,并且構(gòu)造器沒有把“this”的引用傳遞出去,那么在其他線程中就能看見final字段的值。
如代碼所示,變量i與j都具備可見性,它們無須同步就能被其他線程正確訪問。

public static final int i;
public final int j;
static {
    i = 0;
    // 省略后續(xù)動作 
}
{
    // 選擇在構(gòu)造函數(shù)中初始化
    j = 0;
    // 省略后續(xù)動作
}

解讀:
final字段如果聲明時賦值,因為只能賦值一次,因此即便存在并發(fā),也能確保只有唯一值
如果在構(gòu)造函數(shù)中賦值,在無引用溢出下,構(gòu)造函數(shù)是線程安全的,因此final字段也是線程安全

4 final域重排序規(guī)則

這方面內(nèi)容待研究,或者參考:final域重排序規(guī)則

5 面試常見問題

5.1 所有的final修飾的字段都是編譯期常量嗎?

不是
編譯期常量指的就是程序在編譯時就能確定這個常量的具體值
非編譯期常量就是程序在運行時才能確定常量的值 (運行時常量)

public class Test {
    //編譯期常量
    final int i = 1;
    final static int J = 1;
    //非編譯期常量
    Random r = new Random();
    final int k = r.nextInt();
}

k的值由隨機數(shù)對象決定,所以不是所有的final修飾的字段都是編譯期常量,只是k的值在被初始化后無法被更改。

5.2 final類型的類如何拓展?

設(shè)計模式中最重要的兩種關(guān)系,一種是繼承/實現(xiàn),另外一種是組合關(guān)系。所以當(dāng)遇到不能用繼承的,應(yīng)該考慮用組合:

class MyString{
    private String innerString;
    // ...init & other methods
    // 支持老的方法
    public int length(){
        return innerString.length(); // 通過innerString調(diào)用老的方法
    }
    // 添加新方法
    public String toMyString(){
        //...
    }
}

5.3 如何理解private所修飾的方法是隱式的final?

類中所有的private方法都隱式地指定為final,因為其它類無法調(diào)用private方法,因此無法覆蓋它??梢詫rivate方法添加final修飾,但沒意義

參考書籍:《Thinking in Java》 《深入理解java虛擬機》

到此這篇關(guān)于Java關(guān)鍵詞final解讀的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java關(guān)鍵詞final解讀內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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