final关键字的这8个小细节,你get到几个?

final关键字的这8个小细节,你get到几个?

前言

今天来聊 final 关键字,因为最近在看的几本书都讲到了 final 关键字,发现好多小细节自己都忽视了,抽空总结了一下,分享给大家。

正文

final关键字是一个常用的关键字,可以修饰变量、方法、类,用来表示它修饰的类、方法和变量不可改变,下面就聊一下使用 final 关键字的一些小细节。

细节一、final 修饰类成员变量和实例成员变量的赋值时机

对于类变量:

  1. 声明变量的时候直接赋初始值
  2. 在静态代码块中给类变量赋初始值

如下代码所示:

public class FinalTest {    //a变量直接赋值
    private final static  int a = 1;

    private final static  int b;
    //b变量通过静态代码块赋值
    static {
        b=2;
    }
}

对于实例变量:

  1. 在声明变量的时候直接赋值
  2. 在非静态代码块中赋值
  3. 在构造器中赋初始化值

如下代码所示:

public class FinalTest {
    //c变量在在声明时直接赋值
    private final  int c =1;
    private final  int d;
    private final  int e;
    //d变量在非静态代码块中赋值
    {
        d=2;
    }
    //e变量在构造器中赋值
    FinalTest(){
        e=3;
    }
}

细节二、当 final 修饰的成员变量未对它进行初始化时,会出现错误吗?

答:会出现错误。因为 java 语法规定,final 修饰的成员变量必须由程序员显示的初始化,系统不会对变量进行隐式的初始化。

如下图所示,未初始化变量就会出现编译错误:

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细节三、final 修饰基本类型变量和引用类型变量的区别

如果 fianl 修饰的是一个基本数据类型的数据,一旦赋值后就不能再次更改。

那么 final 修饰的是引用数据类型呢?这个引用的变量能够改变吗?

看下面的代码:

public class FinalTest {
    //在声明final实例成员变量时进行赋值
    private final static Student student = new Student(50, "Java");

    public static void main(String[] args) {
        //对final引用数据类型student进行更改
        student.age = 100;
        System.out.println(student.toString());
    }

    static class Student {
        private int age;
        private String name;

        public Student(int age, String name) {
            this.age = age;
            this.name = name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "age=" + age +
                    ", name='" + name + '\'' +
                    '}';
        }
    }
}

//下面是打印结果
Student{age=100, name='Java'}

从打印结果可以看到:引用数据类型变量 student 的 age 属性修改成 100,是可以修改成功的。

结论:

  1. 当 final 修饰基本数据类型变量时,不能对基本数据类型变量重新赋值,因此基本数据类型变量不能被改变。
  2. 对于引用类型变量而言,它仅仅保存的是一个引用,final 只保证这个引用类型变量所引用的地址不会发生改变,即一直引用这个对象,但这个对象里面的属性是可以改变的。

细节四、final 修饰局部变量的场景

fianl 局部变量由程序员进行显示的初始化,如果 final 局部变量进行初始化之后就不能再次进行更改。

如果 final 变量未进行初始化,可以进行赋值,并且只能进行一次赋值,一旦赋值之后再次赋值就会出错。

下面的代码演示 final 修饰局部变量的情况:

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细节五、final 修饰方法会对重载有影响吗?重写呢?

对于重载:final 修饰方法后是可以重载的

如下代码:

public class FinalTest {
    public final void test(){

    }
    //重载方法不会出现问题
    public final void test(String test){

    }
}

对于重写:当父类的方法被 final 修饰的时候,子类不能重写父类的该方法

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如上代码所示,可以看到会出现 cannot override ,overridden method is final 的编译错误提示

细节六、final 修饰类的场景

当用final修饰一个类时,表明这个类不能被继承。也就是说,如果一个类你永远不会让他被继承,就可以用 final 进行修饰。

final 类中的成员变量可以根据需要设为 final,但是要注意 final 类中的所有成员方法都会被隐式地指定为 final 方法。

细节七、写 final 域的重排序规则,你知道吗?

这个规则是指禁止对 final 域的写重排序到构造函数之外,这个规则的实现主要包含了两个方面:

  1. JMM 禁止编译器把 final 域的写重排序 到 构造函数 之外
  2. 编译器会在 final 域写之后,构造函数 return 之前,插入一个 StoreStore 屏障。这个屏障可以禁止处理器把 final 域的写重排序到构造函数之外

给举个例子,要不太抽象了,先看一段代码

public class FinalTest{

    private int a;  //普通域
    private final int b; //final域
    private static FinalTest finalTest;

    public FinalTest() {
        a = 1; // 1. 写普通域
        b = 2; // 2. 写final域
    }

    public static void writer() {
        finalTest = new FinalTest();
    }

    public static void reader() {
        FinalTest demo = finalTest; // 3.读对象引用
        int a = demo.a;    //4.读普通域
        int b = demo.b;    //5.读final域
    }
}

假设线程 A 在执行 writer()方法,线程 B 执行 reader()方法。

由于变量 a 和变量 b 之间没有依赖性,所以就有可能会出现下图所示的重排序

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由于普通变量 a 可能会被重排序到构造函数之外,所以线程 B 就有可能读到的是普通变量 a 初始化之前的值(零值),这样就可能出现错误。

而 final 域变量 b,根据重排序规则,会禁止 final 修饰的变量 b 重排序到构造函数之外,从而 b 能够正确赋值,线程 B 就能够读到 final 域变量 b初始化后的值。

结论:写 final 域的重排序规则可以确保在对象引用为任意线程可见之前,对象的 final 域已经被正确初始化过了,而普通域就不具有这个保障。

细节八:读 final 域的重排序规则,你知道吗?

这个规则是指在一个线程中,初次读对象引用和初次读该对象包含的 final 域,JMM 会禁止这两个操作的重排序。

还是上面那段代码

public class FinalTest{

    private int a;  //普通域
    private final int b; //final域
    private static FinalTest finalTest;

    public FinalTest() {
        a = 1; // 1. 写普通域
        b = 2; // 2. 写final域
    }

    public static void writer() {
        finalTest = new FinalTest();
    }

    public static void reader() {
        FinalTest demo = finalTest; // 3.读对象引用
        int a = demo.a;    //4.读普通域
        int b = demo.b;    //5.读final域
    }
}

假设线程 A 在执行 writer()方法,线程 B 执行 reader()方法。

线程 B 可能就会出现下图所示的重排序

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可以看到,由于读对象的普通域被重排序到了读对象引用的前面,就会出现线程 B 还未读到对象引用就在读取该对象的普通域变量,这显然是错误的操作。而 final 域的读操作就“限定”了在读 final 域变量前已经读到了该对象的引用,从而就可以避免这种情况。

结论:读 final 域的重排序规则可以确保在读一个对象的 final 域之前,一定会先读包含这个 final 域的对象的引用。

结束

今天给大家总结了一下使用 final 关键字容易忽视的一些小细节,看完希望你能有所收获。

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