浅析Java中的final关键字

一.final关键字的基本用法

　　在Java中，final关键字可以用来修饰类、方法和变量（包括成员变量和局部变量）。下面就从这三个方面来了解一下final关键字的基本用法。

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

　　“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。

3.修饰变量

　　对于一个final变量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。

举个例子：

　　上面的一段代码中，对变量i和obj的重新赋值都报错了。

二.深入理解final关键字

　　在了解了final关键字的基本用法之后，这一节我们来看一下final关键字容易混淆的地方。

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：

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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));     } }

1 2	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：

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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：

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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; }

　　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：

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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。

4.匿名内部类中使用的外部局部变量为什么只能是final变量？

　　这个问题请参见上一篇博文中《Java内部类详解》中的解释，在此处不再赘述。

5.关于final参数的问题

　　关于网上流传的”当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时，明确使用final进行声明，会防止你无意的修改而影响到调用方法外的变量“这句话，我个人理解这样说是不恰当的。因为无论参数是基本数据类型的变量还是引用类型的变量，使用final声明都不会达到上面所说的效果。看这个例子就清楚了：

　　上面这段代码好像让人觉得用final修饰之后，就不能在方法中更改变量i的值了。殊不知，方法changeValue和main方法中的变量i根本就不是一个变量，因为java参数传递采用的是值传递，对于基本类型的变量，相当于直接将变量进行了拷贝。所以即使没有final修饰的情况下，在方法 内部改变了变量i的值也不会影响方法外的i。再看下面这段代码：

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public class Test {     public static void main(String[] args)  {         MyClass myClass = new MyClass();         StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");         myClass.changeValue(buffer);         System.out.println(buffer.toString());     } }   class MyClass {       void changeValue(final StringBuffer buffer) {         buffer.append("world");     } }

　　运行这段代码就会发现输出结果为 helloworld。很显然，用final进行修饰并没有阻止在changeValue中改变buffer指向的对象的内容。有人说假如把final去掉了，万一在changeValue中让buffer指向了其他对象怎么办。有这种想法的朋友可以自己动手写代码试一下这样的结果是什么，如果把 final去掉了，然后在changeValue中让buffer指向了其他对象，也不会影响到main方法中的buffer，原因在于java采用的是值传递，对于引用变量，传递的是引用的值，也就是说让实参和形参同时指向了同一个对象，因此让形参重新指向另一个对象对实参并没有任何影响。

3.final变量的初始化

　　JAVA的final关键词可以用在三方面,一是字段,二是方法,三是类,本文主要讨论final字段的几种初始化方法.
　　第一种情况是最常用的,就是在声明一个常量,并初始化它的值.

public class Test{
    final int i=0;        //在声明时就初始始常量的值.
}

　　第二种情况就是声明常量时,不初始化它的值,通过构造方法或块(关于块大家可以看我的”什么是java块”)来初始化.
　　1.通过构造方法来初始化.

public class Test{
    final int i; //声明时未初始化,如果常量不通过构造方法或块初始化会报错的
    Test(){
        i=1; //通过默认的无参构造方法初始化i=1,
    //如果只有默认的无参构造方法,这样每个对象的fianl常量都为一个值
    }

    Test(int n){
        i=n;//通过构造方法重载,用有参的构造方法的参数来初始化常量为你想要的值
        //这样每个对象的i属性可以为不同的值
    }
}    

　　2.通过块来初始化常量.

public class Test{
    final int i;
    //在class只打{},这样的格式语句称为块
    {
        i=1;//这样初始化每一个对象的i属性都是1,以后不可以改它的值为其它
        //不可以再在构造函数里初始化i的值,因为块已经把常量初始化了,再初始化就是修改它的值
    }
}

　　3.初始化静态常量.

public class Test{
    static final int i;
    static{
        i=1;
    }
}

　　静态常量比较特别,不能通过构造方法或非静态块来进行初始化,从设计角度来考虑,如果可以通过构造方法或非静态块来进行初始化,那每new一个对象都会对静态的常量进行再一次的赋值操作,也就是说修改它的值,这样与常量不能修改的意思相冲突.一个类的静态属性是所有对象公有的,而非静态属性是每一个对象私有的,所以我们只能用静态块对static常量初始化,或通过声明时就初始化,而非静态常量可以构造方法,块,声明时初始化三种初始化方法.
　　从成员的初始化顺序来考虑这个问题.当直接通过第一类名.属性或类名.方法名这样的方式访问,都会自动先调用static块,然后再调用静态属性,如果是 直接调用静态方法,最后才进行静态方法的调用,而以后直接”类名.”访问时,都不会再调用static块,因为静态的是共享的,只用初始化一次.扩展一 下,从这里大家想到为什么不可以在静态的方法里调用非静态成员属性不?因为当直接通过类名.方法名调用非静态的成员属性时,有可以成员属性没有初始化,是 通过构造方法new时才初始化,这样就有可能导致空引用的存在.sun程序员为了避免这样的情况出现,只有规定静态方法不能调用非静态属性.