Java中final关键字详解

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       final在Java中可以声明成员变量、方法、类以及本地变量。一旦你将引用声明作final，你将不能改变这个引用了，如果你试图将变量再次初始化的话，编译器会报编译错误。
       final的含义在不同的场景下有细微的差别，但总体来说，它指的是“不可变”。

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。用final关键字修饰的变量，只能进行一次赋值操作，并且在生存期内不可以改变它的值。
       不过在针对基本类型和引用类型时，final关键字的效果存在细微差别。例如：

class Value {
int v;
public Value(int v) {
this.v = v;
}
}
public class FinalTest {
final int f1 = 1;
final int f2;
public FinalTest() {
f2 = 2;
}
public static void main(String[] args) {
final int value1 = 1;
// value1 = 4;
final double value2;
value2 = 2.0;
final Value value3 = new Value(1);
value3.v = 4;
}
}

       上面的例子中，main方法中被final修饰的数据，在给value1赋初始值之后，我们无法再对value1的值进行修改，final关键字起到了常量的作用。从value2我们可以看到，final修饰的变量可以不在声明时赋值，即可以先声明，后赋值。value3时一个引用变量，这里我们可以看到final修饰引用变量时，只是限定了引用变量的引用不可改变，即不能将value3再次引用另一个Value对象，但是引用的对象的值是可以改变的。
       另一方面，我们看到了用final修饰成员变量时的细微差别，因为final修饰的数据的值是不可改变的，所以我们必须确保在使用前就已经对成员变量赋值了。因此对于final修饰的成员变量，我们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，在这两个地方我们必须给它们赋初始值。
       最后我们需要注意的一点是，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。

2. final方法参数

       前面我们可以看到，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
}
}

3. final方法

       final也可以声明方法。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。关于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。下面是final方法的例子：

class PersonalLoan{
public final String getName(){
return "personal loan";
}
}
class CheapPersonalLoan extends PersonalLoan{
@Override
public final String getName(){
return "cheap personal loan"; //compilation error: overridden method is final
}
}

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, Interger以及其他包装类。下面是final类的实例：

final class PersonalLoan{
}
class CheapPersonalLoan extends PersonalLoan{  //compilation error: cannot inherit from final class

5. final关键字的好处

下面总结了一些使用final关键字的好处
（1）final关键字提高了性能。JVM和Java应用都会缓存final变量。
（2）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。
（3）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。

6. 几个易混点

（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？下面请看一个例子：

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";
}
}

这段代码的输出结果为false。

(2) 被final修饰的引用变量指向的对象内容可变吗？

       在上面提到被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，那么该引用变量指向的对象的内容可变吗？看下面这个例子：

public class Test {
public static void main(String[] args)  {
final MyClass myClass = new MyClass();
System.out.println(++myClass.i);
}
}
class MyClass {
public int i = 0;
}

      &n 1d810 bsp;这段代码可以顺利编译通过并且有输出结果，输出结果为1。这说明引用变量被final修饰之后，虽然不能再指向其他对象，但是它指向的对象的内容是可变的。

(3) 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。

7.总结

关于final的重要知识点有：

1. final关键字可以用于成员变量、本地变量、方法以及类。
2. final成员变量必须在声明的时候初始化或者在构造器中初始化，否则就会报编译错误。
3. 你不能够对final变量再次赋值。
4. 本地变量必须在声明时赋值。
5. 在匿名类中所有变量都必须是final变量。
6. final方法不能被重写。
7. final类不能被继承。
8. final关键字不同于finally关键字，后者用于异常处理。
9. final关键字容易与finalize()方法搞混，后者是在Object类中定义的方法，是在垃圾回收之前被JVM调用的方法。
10. 接口中声明的所有变量本身是final的。
11. final和abstract这两个关键字是反相关的，final类就不可能是abstract的。
12. final方法在编译阶段绑定，称为静态绑定(static binding)。
13. 没有在声明时初始化final变量的称为空白final变量(blank final variable)，它们必须在构造器中初始化，或者调用this()初始化。不这么做的话，编译器会报错“final变量(变量名)需要进行初始化”。
14. 将类、方法、变量声明为final能够提高性能，这样JVM就有机会进行估计，然后优化。
15. 按照Java代码惯例，final变量就是常量，而且通常常量名要大写：

private final int COUNT = 10;

1. 对于集合对象声明为final指的是引用不能被更改，但是你可以向其中增加，删除或者改变内容。譬如：

private final List Loans = new ArrayList();
list.add(“home loan”);  //valid
list.add("personal loan"); //valid
loans = new Vector();  //not valid

参考：
1. 深入理解Java中的final关键字
2. java final关键字的几种用法
3. 浅析Java中的final关键字