Java- 技术专题 -final 关键字

1. 作用

final在Java中可以声明成员变量、方法、方法参数、类以及本地变量。

1.1 final变量

      凡是对成员变量或者本地变量(在方法中的或者代码块中的变量称为本地变量)声明为final的都叫作final变量。final变量经常和static关键字一起使用，作为常量。

• 基本数据类型，其值不可变
• 引用类型，final修饰的引用变量一旦初始化赋值之后就不能再指向其他的对象，但是它指向的对象的内容是可变的。

对于final修饰的成员变量，有且只有两个地方可以给它赋值，一个是声明该成员时赋值.

另一个是在构造方法中赋值，在这两个地方赋初始值。

最后注意的一点是，同时使用static和final修饰的成员在内存中只占据一段不能改变的存储空间。

1.2 final方法参数

      如果变量是我们自己创建的，那么使用final修饰表示我们只会给它赋值一次且不会改变变量的值。

      那么如果变量是作为参数传入的，我们怎么保证它的值不会改变呢？这就用到了final的第二种用法，即在我们编写方法时，可以在参数前面添加final关键字，它表示在整个方法中，我们不会（实际上是不能）改变参数的值：

public class FinalTest {
  /* ... */
  public void finalFunc(final int i, final Value value) {
    // i = 5; 不能改变i的值
    // v = new Value(); 不能改变v的值
    value.v = 5; // 可以改变引用对象的值
  }
}

1.3 final方法

• 方法前面加上final关键字，代表这个方法不可以被子类的方法重写。如果你认为一个方法的功能已经足够完整了，子类中不需要改变的话，你可以声明此方法为final。
• final方法比非final方法要快，因为在编译的时候已经静态绑定了，不需要在运行时再动态绑定。
  private和final关键字还有一点联系，这就是类中所有的private方法都隐式地指定为是final的，由于无法在类外使用private方法，所以也就无法覆盖它。

1.4 final类

       使用final来修饰的类叫作final类。final类通常功能是完整的，它们不能被继承。Java中有许多类是

final的，譬如String, Integer以及其他包装类。

2. final关键字好处

• final关键字提高了性能。JVM和Java应用都会缓存final变量。
• final变量可以安全的在多线程环境下进行共享，而不需要额外的同步开销。
• 使用final关键字，JVM会对方法、变量及类进行优化。

      创建不可变类要使用final关键字。不可变类是指它的对象一旦被创建了就不能被更改了。String是不可变类的代表。不可变类有很多好处，譬如它们的对象是只读的，可以在多线程环境下安全的共享，不用额外的同步开销等等。

3. 易混知识点

3.1 类的final变量和普通变量有什么区别？

       当用final作用于类的成员变量时，成员变量（注意是类的成员变量，局部变量只需要保证在使用之前被初始化赋值即可）必须在定义时或者构造器中进行初始化赋值，而且final变量一旦被初始化赋值之后，就不能再被赋值了。

       那么final变量和普通变量到底有何区别呢？

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    String a = "hello2"; 
    final String b = "hello";
    String d = "hello";
    String c = b + 2; 
    String e = d + 2;
    System.out.println((a == c));
    System.out.println((a == e));
  }
}

输出结果：

true
false

     大家可以先想一下这道题的输出结果。为什么第一个比较结果为true，而第二个比较结果为fasle。

      这里面就是final变量和普通变量的区别了，当final变量是基本数据类型以及String类型时，如果在编译期间能知道它的确切值，则编译器会把它当做编译期常量使用。

      也就是说在用到该final变量的地方，相当于直接访问的这个常量，不需要在运行时确定。这种和C语言中的宏替换有点像。因此在上面的一段代码中，由于变量b被final修饰，因此会被当做编译器常量，所以在使用到b的地方会直接将变量b 替换为它的值。

      而对于变量d的访问却需要在运行时通过链接来进行。想必其中的区别大家应该明白了，不过要注意，只有在编译期间能确切知道final变量值的情况下，编译器才会进行这样的优化，比如下面的这段代码就不会进行优化：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    String a = "hello2"; 
    final String b = getHello();
    String c = b + 2; 
    System.out.println((a == c));
  }
  public static String getHello() {
    return "hello";
  }
}

3.2 final和static

       很多时候会容易把static和final关键字混淆，static作用于成员变量用来表示只保存一份副本，而final的作用是用来保证变量不可变。看下面这个例子：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    MyClass myClass1 = new MyClass();
    MyClass myClass2 = new MyClass();
    System.out.println(myClass1.i);
    System.out.println(myClass1.j);
    System.out.println(myClass2.i);
    System.out.println(myClass2.j);
  }
}
class MyClass {
  public final double i = Math.random();
  public static double j = Math.random();
}

    运行这段代码就会发现，每次打印的两个j值都是一样的，而i的值却是不同的。从这里就可以知道final和static变量的区别了,因为static是类变量。