作者:臧圩人(zangweiren)
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final、finally和finalize的區別是什麼?
這是一道再經典不過的面試題了,我們在各個公司的面試題中幾乎都能看到它的身影。final、finally和finalize雖然長得像孿生三兄弟一樣,但是它們的含義和用法卻是大相徑庭。這一次我們就一起來回顧一下這方面的知識。
我們首先來說說final。它可以用於以下四個地方:
- 定義變量,包括靜態的和非靜態的。
- 定義方法的參數。
- 定義方法。
- 定義類。
我們依次來回顧一下每種情況下final的作用。首先來看第一種情況,如果final修飾的是一個基本類型,就表示這個變量被賦予的值是不可變的,即它是
個常量;如果final修飾的是一個對象,就表示這個變量被賦予的引用是不可變的,這裏需要提醒大家注意的是,不可改變的只是這個變量所保存的引用,並不
是這個引用所指向的對象。在第二種情況下,final的含義與第一種情況相同。實際上對於前兩種情況,有一種更貼切的表述final的含義的描述,那就
是,如果一個變量或方法參數被final修飾,就表示它只能被賦值一次,但是JAVA虛擬機爲變量設定的默認值不記作一次賦值。
被final修飾的變量必須被初始化。初始化的方式有以下幾種:
- 在定義的時候初始化。
- final變量可以在初始化塊中初始化,不可以在靜態初始化塊中初始化。
- 靜態final變量可以在靜態初始化塊中初始化,不可以在初始化塊中初始化。
- final變量還可以在類的構造器中初始化,但是靜態final變量不可以。
通過下面的代碼可以驗證以上的觀點:
- public class FinalTest {
- // 在定義時初始化
- public final int A = 10 ;
- public final int B;
- // 在初始化塊中初始化
- {
- B = 20 ;
- }
- // 非靜態final變量不能在靜態初始化塊中初始化
- // public final int C;
- // static {
- // C = 30;
- // }
- // 靜態常量,在定義時初始化
- public static final int STATIC_D = 40 ;
- public static final int STATIC_E;
- // 靜態常量,在靜態初始化塊中初始化
- static {
- STATIC_E = 50 ;
- }
- // 靜態變量不能在初始化塊中初始化
- // public static final int STATIC_F;
- // {
- // STATIC_F = 60;
- // }
- public final int G;
- // 靜態final變量不可以在構造器中初始化
- // public static final int STATIC_H;
- // 在構造器中初始化
- public FinalTest() {
- G = 70 ;
- // 靜態final變量不可以在構造器中初始化
- // STATIC_H = 80;
- // 給final的變量第二次賦值時,編譯會報錯
- // A = 99;
- // STATIC_D = 99;
- }
- // final變量未被初始化,編譯時就會報錯
- // public final int I;
- // 靜態final變量未被初始化,編譯時就會報錯
- // public static final int STATIC_J;
- }
我們運行上面的代碼之後出了可以發現final變量(常量)和靜態final變量(靜態常量)未被初始化時,編譯會報錯。
用final修飾的變量(常量)比非final的變量(普通變量)擁有更高的效率,因此我們在實際編程中應該儘可能多的用常量來代替普通變量,這也是一個很好的編程習慣。
當final用來定義一個方法時,會有什麼效果呢?正如大家所知,它表示這個方法不可以被子類重寫,但是它這不影響它被子類繼承。我們寫段代碼來驗證一下:
- class ParentClass {
- public final void TestFinal() {
- System.out.println( "父類--這是一個final方法" );
- }
- }
- public class SubClass extends ParentClass {
- /**
- * 子類無法重寫(override)父類的final方法,否則編譯時會報錯
- */
- // public void TestFinal() {
- // System.out.println("子類--重寫final方法");
- // }
- public static void main(String[] args) {
- SubClass sc = new SubClass();
- sc.TestFinal();
- }
- }
這裏需要特殊說明的是,具有private訪問權限的方法也可以增加final修飾,但是由於子類無法繼承private方法,因此也無法重寫它。編譯器
在處理private方法時,是按照final方法來對待的,這樣可以提高該方法被調用時的效率。不過子類仍然可以定義同父類中的private方法具有
同樣結構的方法,但是這並不會產生重寫的效果,而且它們之間也不存在必然聯繫。
最後我們再來回顧一下final用於類的情況。這個大家應該也很熟悉了,因爲我們最常用的String類就是final的。由於final類不允許被繼
承,編譯器在處理時把它的所有方法都當作final的,因此final類比普通類擁有更高的效率。final的類的所有方法都不能被重寫,但這並不表示
final的類的屬性(變量)值也是不可改變的,要想做到final類的屬性值不可改變,必須給它增加final修飾,請看下面的例子:
- public final class FinalTest {
- int i = 10 ;
- public static void main(String[] args) {
- FinalTest ft = new FinalTest();
- ft.i = 99 ;
- System.out.println(ft.i);
- }
- }
運行上面的代碼試試看,結果是99,而不是初始化時的10。
接下來我們一起回顧一下finally的用法。這個就比較簡單了,它只能用在try/catch語句中,並且附帶着一個語句塊,表示這段語句最終總是被執行。請看下面的代碼:
- public final class FinallyTest {
- public static void main(String[] args) {
- try {
- throw new NullPointerException();
- } catch (NullPointerException e) {
- System.out.println( "程序拋出了異常" );
- } finally {
- System.out.println( "執行了finally語句塊" );
- }
- }
- }
運行結果說明了finally的作用:
- 程序拋出了異常
- 執行了finally語句塊
請大家注意,捕獲程序拋出的異常之後,既不加處理,也不繼續向上拋出異常,並不是良好的編程習慣,它掩蓋了程序執行中發生的錯誤,這裏只是方便演示,請不要學習。
那麼,有沒有一種情況使finally語句塊得不到執行呢?大家可能想到了return、continue、break這三個可以打亂代碼順序執行語句的規律。那我們就來試試看,這三個語句是否能影響finally語句塊的執行:
- public final class FinallyTest {
- // 測試return語句
- public ReturnClass testReturn() {
- try {
- return new ReturnClass();
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- } finally {
- System.out.println( "執行了finally語句" );
- }
- return null ;
- }
- // 測試continue語句
- public void testContinue() {
- for ( int i = 0 ; i < 3 ; i++) {
- try {
- System.out.println(i);
- if (i == 1 ) {
- continue ;
- }
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- } finally {
- System.out.println( "執行了finally語句" );
- }
- }
- }
- // 測試break語句
- public void testBreak() {
- for ( int i = 0 ; i < 3 ; i++) {
- try {
- System.out.println(i);
- if (i == 1 ) {
- break ;
- }
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- } finally {
- System.out.println( "執行了finally語句" );
- }
- }
- }
- public static void main(String[] args) {
- FinallyTest ft = new FinallyTest();
- // 測試return語句
- ft.testReturn();
- System.out.println();
- // 測試continue語句
- ft.testContinue();
- System.out.println();
- // 測試break語句
- ft.testBreak();
- }
- }
- class ReturnClass {
- public ReturnClass() {
- System.out.println( "執行了return語句" );
- }
- }
上面這段代碼的運行結果如下:
- 執行了return語句
- 執行了finally語句
- 0
- 執行了finally語句
- 1
- 執行了finally語句
- 2
- 執行了finally語句
- 0
- 執行了finally語句
- 1
- 執行了finally語句
很明顯,return、continue和break都沒能阻止finally語句塊的執行。從輸出的結果來看,return語
句似乎在finally語句塊之前執行了,事實真的如此嗎?我們來想想看,return語句的作用是什麼呢?是退出當前的方法,並將值或對象返回。如果
finally語句塊是在return語句之後執行的,那麼return語句被執行後就已經退出當前方法了,finally語句塊又如何能被執行呢?因
此,正確的執行順序應該是這樣的:編譯器在編譯return new ReturnClass();時,將它分成了兩個步驟,new
ReturnClass()和return,前一個創建對象的語句是在finally語句塊之前被執行的,而後一個return語句是在finally語
句塊之後執行的,也就是說finally語句塊是在程序退出方法之前被執行的。同樣,finally語句塊是在循環被跳過(continue)和中斷
(break)之前被執行的。
最後,我們再來看看finalize,它是一個方法,屬於java.lang.Object類,它的定義如下:
- protected void finalize() throws Throwable { }
衆所周知,finalize()方法是GC(garbage collector)運行機制的一部分,關於GC的知識我們將在後續的章節中來回顧。
在此我們只說說finalize()方法的作用是什麼呢?
finalize()方法是在GC清理它所從屬的對象時被調用的,如果執行它的過程中拋出了無法捕獲的異常(uncaught
exception),GC將終止對改對象的清理,並且該異常會被忽略;直到下一次GC開始清理這個對象時,它的finalize()會被再次調用。
請看下面的示例:
- public final class FinallyTest {
- // 重寫finalize()方法
- protected void finalize() throws Throwable {
- System.out.println( "執行了finalize()方法" );
- }
- public static void main(String[] args) {
- FinallyTest ft = new FinallyTest();
- ft = null ;
- System.gc();
- }
- }
運行結果如下:
- 執行了finalize()方法
程序調用了java.lang.System類的gc()方法,引起GC的執行,GC在清理ft對象時調用了它的finalize()方法,因此纔有了上面的輸出結果。調用System.gc()等同於調用下面這行代碼:
- Runtime.getRuntime().gc();
調用它們的作用只是建議垃圾收集器(GC)啓動,清理無用的對象釋放內存空間,但是GC的啓動並不是一定的,這由JAVA虛擬機來決定。直到JAVA虛擬
機停止運行,有些對象的finalize()可能都沒有被運行過,那麼怎樣保證所有對象的這個方法在JAVA虛擬機停止運行之前一定被調用呢?答案是我們
可以調用System類的另一個方法:
- public static void runFinalizersOnExit( boolean value) {
- //other code
- }
給這個方法傳入true就可以保證對象的finalize()方法在JAVA虛擬機停止運行前一定被運行了,不過遺憾的是這個方法是不安全的,它會導致有用的對象finalize()被誤調用,因此已經不被贊成使用了。
由於finalize()屬於Object類,因此所有類都有這個方法,Object的任意子類都可以重寫(override)該方法,在其中釋放系統資源或者做其它的清理工作,如關閉輸入輸出流。
通過以上知識的回顧,我想大家對於final、finally、finalize的用法區別已經很清楚了。