Java的 final 关键字

本文主要探讨Java final 关键字修饰变量时的用法。
!!!!文末有彩蛋!!!!

1.修饰类

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。


在使用final修饰类的时候,要注意谨慎选择,除非这个类真的在以后不会用来继承或者出于安全的考虑,尽量不要将类设计为final类。

2.修饰方法

下面这段话摘自《Java编程思想》第四版第143页:
  “使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中,会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升。在最近的Java版本中,不需要使用final方法进行这些优化了。“
  因此,如果只有在想明确禁止 该方法在子类中被覆盖的情况下才将方法设置为final的。
  注:类的private方法会隐式地被指定为final方法。
注:以上1,2点从浅析Java中的final关键字引用

3.修饰变量

1.思考,参考String类中几个final修饰的全局变量。

private final byte[] value;
private final byte coder;
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
static final boolean COMPACT_STRINGS;

可以明显看到,只有serialVersionUID被赋了值(或者说实例化,以下都用赋值二字代替)。
新建一个类,模拟下:

1.png

对于bc都会提示错误,即"还没有被初始化",然而String类中的变量却没有报错,原因在于:

  • String类的所有构造方法都给valuecoder赋了值(直接或者间接
    对于直接或者间接的解释如下:

    2个参数的构造方法并没有直接给b赋值,但调用了给b赋值的另一个无参的构造方法,也不会报错(也可以在类初始化的过程中给b赋值)
  • 必须有且仅有一个static代码块给COMPACT_STRINGS赋值,多次赋值会出错,如下图:
    2.png

2.回顾,听说final修饰的变量不可变?
答案为肯定,但不可变却可以再继续讨论。
不可变可以简单的解释为:

  • final修饰的基本类型不能再被赋值;
public class Demo {
    private final int b = 1;
    public void testInt(String[] args) {
        b = 2;//很显然此处会报错
    }
}
  • final修饰的对象与数组,不能再指向新的对象(数组),但是属性(索引的值)可以改变;
public class Demo {
    public void testObject() {
        final User user = new User();
        user.setName("111");//本行与下行不会报错,对象指向不能改变,但是属性可以改变
        user.setName("222");
        user = new User();//user不能 = new xx,也不能 = user02
    }
    public void testArray() {
        final int[] array = new int[]{1,2,3,4,5,6};
        array = new int[]{1,2,3,4,5,6};//报错
        array[1] = 2;//正常
    }
}
class User{
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

3.深入,final还能带来什么?

  • 对于编译器,如下栗子:
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {

        String a = "a";
        String b = "b";
        String ab_add = a + b;
        String ab_new = "ab";
        System.out.println(ab_add == ab_new);//输出为 false

        final String  c = "c";
        String cd_add = c + "d";
        String cd_new = "cd";
        System.out.println(cd_add == cd_new);//输出为 true
    }
}

为什么上面指向的不是一个对象,下面指向的是一个对象:因为下面的cfinal修饰后,与常量"d"一样,被编译器当成常量,所以
String cd_new = "cd"; 指向的是已经存在的"cd"

  • 对于虚拟机,如下栗子:
public class Demo05 {

    static {
        Demo05 demo05 = new Demo05();
    }
    Demo05() {
        System.out.println("a = "+a+" b = "+b);
    }
    public static void main(String[] args) {
    
    }

    static int a = 123;
    static final int b = 456;
}

分析:
1.按照正常的类加载顺序,应该是先加载静态代码与变量(按照前后顺序),然后是成员变量与构造方法。
2.对于上方代码,static加载后,遇到类的构造方法,导致需要去加载构造方法(static相关暂停,在加载完次构造方法后,继续加载),此时a还没有被赋实际值,暂为0。所以输出时,a为0。
3.对于b,由于被final修饰导致先被赋上实际值,所以输出不为0。

对String类的采访!

Q:听说你被final修饰的事情,大家都知道了?(●’◡’●)ノ
A: ( •́ .̫ •̀ )是啊。但这是原因的,你听我解释~这并不丢人!!
Q:哦?( ‘-ωก̀ )。
A:.巴拉巴拉、解释中
Q:你的值真的不能修改吗?
A:当然啦,除非。。。(•ิ_•ิ)
Q:快说,除非什么? (..•˘_˘•..)
A:reflect。。。。溜了溜了~(/゚Д゚)
画风突变------>“代码如下”:

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "1234";
        Field field = getField("java.lang.String","value");
        field.setAccessible(true);//不写报错:Demo04 cannot access a member of class java.lang.String
        // (in module java.base) with modifiers "private final"
        byte[] value = {};
        try {
            value = (byte[])field.get(str);
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        value[0] = 'a';
        value[1] = 'b';
        System.out.println(str);
        //输出为:ab34
    }
    /**
     * Description:指定类名,指定属性名,获取属性
     * @param className,fieldName
     * @return field
     */
    public static Field getField(String className, String fieldName) {
        try {
            //获得类名
            Class c = Class.forName(className);
            //获得类对象
            Object object = c.getConstructor().newInstance();
            //获得指定属性
            Field field = object.getClass().getDeclaredField(fieldName);
            return field;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

至此,本文结束

本文参考:
1.# 浅析Java中的final关键字
2.# Java虚拟机类加载机制——案例分析
3.# 菜鸟学Java(十五)——Java反射机制(二)
4.# 颜文字(ฅ´ω`ฅ)

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