• Java中final、finally、finalize


    简述

    final 可以用来修饰类、方法、变量,分别有不同的意义: final 修饰的 class 代表不可以继承扩展; final 的变量是不可以修改的;final 的方法也是不可以重写的(override)

    finally 则是 Java 保证重点代码一定要被执行的一种机制。我们可以使用 try-finally 或者 try-catch-finally 来进行类似关闭 JDBC 连接、保证 unlock 锁等动作。

    finalize 是基础类 java.lang.Object 的一个方法,它的设计目的是保证对象在被垃圾收集前完成特定资源的回收。finalize 机制现在已经不推荐使用,并且在 JDK 9 开始被标记为 deprecated。

    final

    final 好的实践

    推荐使用 final 关键字来明确表示我们代码的语义、逻辑意图,这已经被证明在很多场景下是非常好的实践,比如:

    • 我们可以将方法或者类声明为 final,这样就可以明确告知别人,这些行为是不许修改的。
      如果你关注过 Java 核心类库的定义或源码, 有没有发现 java.lang 包下面的很多类,相当一部分都被声明成为 final class?在第三方类库的一些基础类中同样如此,这可以有效避免 API 使用者更改基础功能,某种程度上,这是保证平台安全的必要手段。

    • 使用 final 修饰参数或者变量,也可以清楚地避免意外赋值导致的编程错误,甚至,有人明确推荐将所有方法参数、本地变量、成员变量声明成 final。

    • final 变量产生了某种程度的不可变(immutable)的效果,所以,可以用于保护只读数据,尤其是在并发编程中,因为明确地不能再赋值 final 变量,有利于减少额外的同步开销,也可以省去一些防御性拷贝的必要。

    final 不等于 immutable

    final List<String> strList = new ArrayList<>();
     strList.add("Hello");
     strList.add("world");  
    
     List<String> unmodifiableStrList = List.of("hello", "world");
     unmodifiableStrList.add("again");
    Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
        at java.util.AbstractCollection.add(AbstractCollection.java:262)
        at com.lkf.basic.FinalDemo.main(FinalDemo.java:13)

    final 只能约束 strList 这个引用不可以被赋值,但是 strList 对象行为不被 final 影响,添加元素等操作是完全正常的。如果我们真的希望对象本身是不可变的,那么需要相应的类支持不可变的行为。在上面这个例子中,List.of 方法创建的本身就是不可变 List,最后那句 add 是会在运行时抛出异常的。

    Immutable 在很多场景是非常棒的选择,某种意义上说,Java 语言目前并没有原生的不可变支持,如果要实现 immutable 的类,我们需要做到:

    • 将 class 自身声明为 final,这样就不能扩展。

    • 将所有成员变量定义为 private 和 final,并且不要实现 setter 方法。

    • 通常构造对象时,成员变量使用深度拷贝来初始化,而不是直接赋值,这是一种防御措施,因为你无法确定输入对象不被其他人修改。

    • 如果确实需要实现 getter 方法,或者其他可能会返回内部状态的方法,使用 copy-on-write 原则,创建私有的 copy。

    finally

    • 不要在 finally 中使用 return 语句。
    • finally 总是执行,除非程序或者线程被中断

    实例1:
    finally 是不执行的

     try {
                // do something
                System.exit(1);
            } finally{
                System.out.println("this is finally");
            }

    实例2:
    finally 中不要使用return语句

    private static int test() {
            int a = 10, b = 20;
            try {
                return a + b;
            } finally {
                return 100;
            }
        }

    结果:100

    实例3:未抛出异常情况,finally正常执行

     private static int test() {
            int a = 10, b = 0;
            try {
                System.out.println("this is try");
                return a / b;
            } catch (ArithmeticException ex) {
                System.err.println(ex);
            } finally {
                System.out.println("this is finally");
            }
            return 100;
        }

    结果:

    this is try
    this is finally
    100
    java.lang.ArithmeticException: / by zero

    实例4:抛出异常情况,finally正常执行

    private static int test() {
            int a = 10, b = 0;
            try {
                System.out.println("this is try");
                return a / b;
            } catch (ArithmeticException ex) {
                System.err.println(ex);
                throw ex;
            } finally {
                System.out.println("this is finally");
            }
        }

    结果:

    java.lang.ArithmeticException: / by zero
    this is try
        at com.lkf.basic.FinallyDemo.test(FinallyDemo.java:19)
    this is finally
        at com.lkf.basic.FinallyDemo.main(FinallyDemo.java:11)

    finalize

    对于 finalize,我们要明确它是不推荐使用的,业界实践一再证明它不是个好的办法,在 Java 9 中,甚至明确将 Object.finalize() 标记为 deprecated!如果没有特别的原因,不要实现 finalize 方法,也不要指望利用它来进行资源回收。

    finalize 的执行是和垃圾收集关联在一起的,一旦实现了非空的 finalize 方法,就会导致相应对象回收呈现数量级上的变慢,有人专门做过 benchmark,大概是 40~50 倍的下降。

    因为,finalize 被设计成在对象被垃圾收集前调用,这就意味着实现了 finalize 方法的对象是个“特殊公民”,JVM 要对它进行额外处理。finalize 本质上成为了快速回收的阻碍者,可能导致你的对象经过多个垃圾收集周期才能被回收。

    finalize 还会掩盖资源回收时的出错信息,我们看下面一段 JDK 的源代码,截取自 java.lang.ref.Finalizer

    private void runFinalizer(JavaLangAccess jla) {
     //  ... 省略
     try {
        Object finalizee = this.get(); 
        if (finalizee != null && !(finalizee instanceof java.lang.Enum)) {
           jla.invokeFinalize(finalizee);
           // Clear stack slot containing this variable, to decrease
           // the chances of false retention with a conservative GC
           finalizee = null;
        }
      } catch (Throwable x) { }
        super.clear(); 
     }

    这里的Throwable 是被内部处理了,也就意味着一旦出现异常或者出错,你得不到任何有效信息

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