Java 中 final、finally、finalize 有什么不同?这是在 Java 面试中经常问到的问题,他们究竟有什么不同呢?

这三个看起来很相似,其实他们的关系就像卡巴斯基和巴基斯坦一样有基巴关系。

那么如果被问到这个问题该怎么回答呢?首先可以从语法和使用角度出发简单介绍三者的不同:

  • 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,比如 String 类;final 的变量是不可以修改的;Java 里用 final 修饰符去修饰一个方法的唯一正确用途就是表达:这个方法原本是一个虚方法,现在通过 final 来声明这个方法不允许在派生类中进一步被覆写(override)。
  • finally 是 Java 保证重点代码一定要被执行的一种机制。可以使用 try-finally 或者 try-catch-finally 来进行关闭资源、保证 unlock 锁等动作。
  • finalize 是基础类 java.lang.Object 的一个方法,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。

如果只回答到这里,就会没有亮点,我们可以再深入地去介绍三者的不同。

final

使用 final 关键字可以明确表示代码的语义、逻辑意图,比如:

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。
Java 核心类库的定义或源码,比如 java.lang 包下面的很多类,相当一部分都被声明成为 final class,比如我们常见的 String 类,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。

关于 final 也许会有性能的好处,很多文章或者书籍中都介绍了可在特定场景提高性能,比如,利用 final 可能有助于 JVM 将方法进行内联,可以改善编译器进行条件编译的能力等等。我在之前一篇文章进行了介绍,想了解的可以点击查阅。

final 与 immutable

在前面介绍了 final 在实践中的益处,需要注意的是,final 并不等同于 immutable,比如下面这段代码:

final List<String> strList = new ArrayList<>();
strList.add("wupx");
strList.add("huxy");  
List<String> loveList = List.of("wupx", "huxy");
loveList.add("love");

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,这样别人就不能扩展来绕过限制了。

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。

关于 setter/getter 方法,很多人喜欢直接用 IDE 或者 Lombok 一次全部生成,建议最好确定有需要时再实现。

finally

对于 finally,知道怎么使用就足够了。需要关闭的连接等资源,更推荐使用 Java 7 中添加的 try-with-resources 语句,因为通常 Java 平台能够更好地处理异常情况,还可以减少代码量。

另外,有一些常被考到的 finally 问题。比如,下面代码会输出什么?

try {
  // do something
  System.exit(1);
} finally{
  System.out.println("Hello,I am finally。");
}

上面 finally 里面的代码是不会被执行的,因为 try-catch 异常退出了。

像其他 finally 中的代码不会执行的情况还有:

// 死循环
try{
    while(ture){
        System.out.println("always run");
    }
}finally{
    System.out.println("ummm");
}

// 线程被杀死
当执行 try-finally 的线程被杀死时,finally 中的代码也无法执行。