Java面向?qū)ο缶幊讨衒inal關(guān)鍵字的使用方法詳解
在Java中通過final關(guān)鍵字來聲明對象具有不變性(immutable),這里的對象包括變量,方法,類,與C++中的const關(guān)鍵字效果類似。
immutable指對象在創(chuàng)建之后,狀態(tài)無法被改變
可以從三個角度考慮使用final關(guān)鍵字:
- 代碼本身:不希望final描述的對象所表現(xiàn)的含義被改變
- 安全:final對象具有只讀屬性,是線程安全的
- 效率:無法修改final對象本身,對其引用的操作更為高效
final 變量
定義final Object a,則a只能被初始化一次,一旦初始化,a的數(shù)據(jù)無法修改,若a為引用類型,則不能重新綁定其他對象。
未被初始化的final變量被稱為blank final,若為成員變量,則必須被初始化或在構(gòu)造器中賦值。
例子:
class Circle { static final double PI = 3.1415926; final int radius = 5; final int xPos; final int yPos; public Circle(int x, int y) { xPos = x; yPos = y; } }
final 方法
定義final method,則該方法無法被重載,方法設(shè)計者不希望由于對方法的重載導(dǎo)致其他相關(guān)功能出現(xiàn)異常。
例子:
class BaseClass { public final void method() {} } class DerivedClass extends BaseClass { public final void method() {} // 編譯出錯 }
需要注意的是,final方法的定義不一定能夠產(chǎn)生inline的效果,因為方法是否inline取決于JVM的策略,而非final關(guān)鍵字,通過final的設(shè)計提高方法效率是不準確的。
final 類
final class X定義的類X無法被繼承。
在Java中,String類被設(shè)計成final,其定義如下
public class final String extends Object implements Serializable, Comparable<String>, CharSequence
- 一個String類的實例被初始化后,其在堆上的內(nèi)容無法被改變,String類提供的任何修改String對象的方法都只能夠產(chǎn)生一個新的String對象,大大簡化了對String的操作,是代碼更易于閱讀和理解;
- String final是實現(xiàn)String interning(在內(nèi)存中不同的string值只有一份)的必要條件,因為通常代碼中存在大量的String對象,不同的引用會指向相同的字符串空間,若String不為final,則當一個字符串空間的內(nèi)容改變時,所有的引用都需要知道這一情況,這一機制的實現(xiàn)是十分復(fù)雜的,無疑會影響效率。String interning能夠節(jié)省內(nèi)存空間,同時也節(jié)省時間花銷;
- String只讀,則不必擔心非常重要的內(nèi)容被篡改。
內(nèi)部類與final
在一個方法內(nèi)定義匿名內(nèi)部類時,內(nèi)部類只能訪問方法內(nèi)的final類型變量,使得Java編譯器能夠提前捕獲變量的值,并在內(nèi)部類保存一份副本,當方法銷毀時,內(nèi)部類的內(nèi)存空間依然完整。
例子:
public class Wrapper { public static void main(String[] args) { // Object obj = null; //編譯出錯 final Object obj = null; new Thread(new Runnable() { public void run() { obj = "hello"; } }).start(); } }
PS:內(nèi)部匿名類無法訪問外面的非 final 的變量的問題
這個聽起來有點拗口,其實我更多的是想說 Java 內(nèi)部類的一些特性。
之所以會想起這個題目只要是最近在閱讀 JDK 源碼中關(guān)于 HTTP keepalive 的代碼時,其中一個源文件 sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection.java 無意中看到下面這段代碼。
final boolean result[] = {false}; java.security.AccessController.doPrivileged(new java.security.PrivilegedAction() { public Object run() { try { InetAddress a1 = InetAddress.getByName(h1); InetAddress a2 = InetAddress.getByName(h2); result[0] = a1.equals(a2); } catch (UnknownHostException e) { } catch (SecurityException e) { } return null; } }); return result[0];
Java 的匿名內(nèi)部類無法訪問對應(yīng)的函數(shù)的非 final 變量。要想訪問外部的 local variable, 這個variable 又必須要先定義成 fianl, 但是一定義成 final 就不能在匿名內(nèi)部類中修改這個變量的值,所以要想匿名內(nèi)部類返回一些有用的值時不是那么的容易。這段代碼使用了一個非常巧妙的方法,這里使用數(shù)組的方式繞過這個限制,雖然我們無法修改 result 這個變量的引用,但是我們可以修改 result 指向的那個數(shù)組的內(nèi)容。
只是想記錄一下內(nèi)部匿名類修改外部變量的一個小技巧。不過既然已經(jīng)到了這里,不妨繼續(xù)的看看內(nèi)部類都有哪些特性或者限制吧。
在繼續(xù)本文前,我覺得非常有必要的明確下本文中涉及的一些 Java 術(shù)語,這些術(shù)語不太好翻譯成中文,所以我們還是用英文來描述。
// This is class public class JavaTerm { // field or member variable private int field; // constructor public JavaTerm() { } // method public void method() { // local variable int localVariable = 0; // local class class LocalClass { public LocalClass() { } } // anonymous class new Runnable() { public void run() { } }; } }
我們今天更多的將關(guān)注于 local class 和 anonymous class,它們都屬于 inner class。
Java 允許我們在一個 class 里面再定義一個 class, 稱為嵌套類(nested class), nested class 又可以分為兩類,一類是 static nested class, 另外一個是 non-static nested class, 又稱為 inner class。inner class 又可以分為 local class 和 anonymous class。
anonymous class 的一些限制
- 一個 anonymous class 可以訪問包含它的類的類變量(field/member variable)
- 一個 anonymous class 不能訪問包含它的作用于中的不是 final 的本地變量(local variable)
- 和 nested class 一樣,anonymous class 中定義的 variable 會覆蓋包含這個內(nèi)部類的作用域中的同名的 variable
- 你不能定義靜態(tài)的初始化方法
- 一個 anonymous class 可以有靜態(tài)的成員變量。這個成員變量必須是常量(用 final 修飾)。
- 一個 anonymous class 不可以有構(gòu)造函數(shù)
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