final在Java中是一個保留的關鍵字，可以宣告成員變數、方法、類以及本地變數。

一旦你將引用宣告作final，你將不能改變這個引用了，編譯器會檢查程式碼，如果你試圖將變數再次初始化的話，編譯器會報編譯錯誤。

一、final變數

　　final成員變量表示常量，只能被賦值一次，賦值後值不再改變（final要求地址值不能改變）

　　當final修飾一個基本資料型別時，表示該基本資料型別的值一旦在初始化後便不能發生變化；如果final修飾一個引用型別時，則在對其初始化之後便不能再讓其指向其他物件了，但該引用所指向的物件的內容是可以發生變化的。本質上是一回事，因為引用的值是一個地址，final要求值，即地址的值不發生變化。

　　final修飾一個成員變數（屬性），必須要顯示初始化。這裡有兩種初始化方式，一種是在變數宣告的時候初始化；第二種方法是在宣告變數的時候不賦初值，但是要在這個變數所在的類的所有的建構函式中對這個變數賦初值。

二、final方法

使用final方法的原因有兩個。

第一個原因是把方法鎖定，以防任何繼承類修改它的含義，不能被重寫；

第二個原因是效率，final方法比非final方法要快，因為在編譯的時候已經靜態綁定了，不需要在執行時再動態繫結。

（注：類的private方法會隱式地被指定為final方法）

三、final類

當用final修飾一個類時，表明這個類不能被繼承。

final類中的成員變數可以根據需要設為final，但是要注意final類中的所有成員方法都會被隱式地指定為final方法

在使用final修飾類的時候，要注意謹慎選擇，除非這個類真的在以後不會用來繼承或者出於安全的考慮，儘量不要將類設計為final類。

四、final使用總結

final關鍵字的好處：

（1）final關鍵字提高了效能。JVM和Java應用都會快取final變數。

（2）final變數可以安全的在多執行緒環境下進行共享，而不需要額外的同步開銷。

（3）使用final關鍵字，JVM會對方法、變數及類進行優化。

關於final的重要知識點

1. final關鍵字可以用於成員變數、本地變數、方法以及類。
2. final成員變數必須在宣告的時候初始化或者在構造器中初始化，否則就會報編譯錯誤。
3. 你不能夠對final變數再次賦值。
4. 本地變數必須在宣告時賦值。
5. 在匿名類中所有變數都必須是final變數。
6. final方法不能被重寫。
7. final類不能被繼承。
8. final關鍵字不同於finally關鍵字，後者用於異常處理。
9. final關鍵字容易與finalize()方法搞混，後者是在Object類中定義的方法，是在垃圾回收之前被JVM呼叫的方法。
10. 介面中宣告的所有變數本身是final的。
11. final和abstract這兩個關鍵字是反相關的，final類就不可能是abstract的。
12. final方法在編譯階段繫結，稱為靜態繫結(static binding)。
13. 沒有在宣告時初始化final變數的稱為空白final變數(blank final variable)，它們必須在構造器中初始化，或者呼叫this()初始化。不這麼做的話，編譯器會報錯“final變數(變數名)需要進行初始化”。
14. 將類、方法、變數宣告為final能夠提高效能，這樣JVM就有機會進行估計，然後優化。
15. 按照Java程式碼慣例，final變數就是常量，而且通常常量名要大寫。
16. 對於集合物件宣告為final指的是引用不能被更改，但是你可以向其中增加，刪除或者改變內容。

五、final原理

對於final域，編譯器和處理器要遵守兩個重排序規則：

1.在建構函式內對一個final域的寫入，與隨後把這個被構造物件的引用賦值給一個引用變數，這兩個操作之間不能重排序。

　　（先寫入final變數，後呼叫該物件引用）

　　原因：編譯器會在final域的寫之後，插入一個StoreStore屏障

2.初次讀一個包含final域的物件的引用，與隨後初次讀這個final域，這兩個操作之間不能重排序。

　　（先讀物件的引用，後讀final變數）

　　編譯器會在讀final域操作的前面插入一個LoadLoad屏障 

示例1：

public class FinalExample {
    int i; // 普通變數
    final int j; // final 變數
    static FinalExample obj;

    public void FinalExample() { // 建構函式
        i = 1; // 寫普通域
        j = 2; // 寫 final 域
    }

    public static void writer() { // 寫執行緒 A 執行
        obj = new FinalExample();
    }

    public static void reader() { // 讀執行緒 B 執行
        FinalExample object = obj; // 讀物件引用
        int a = object.i; // 讀普通域         a=1或者a=0或者直接報錯i沒有初始化
        int b = object.j; // 讀 final域      b=2
    }
}

第一種情況：寫普通域的操作被編譯器重排序到了建構函式之外

而寫 final 域的操作，被寫 final 域的重排序規則“限定”在了建構函式之內，讀執行緒 B 正確的讀取了 final 變數初始化之後的值。

寫 final 域的重排序規則可以確保：在物件引用為任意執行緒可見之前，物件的 final 域已經被正確初始化過了，而普通域不具有這個保障。

第二種情況：讀物件的普通域的操作被處理器重排序到讀物件引用之前

而讀 final 域的重排序規則會把讀物件 final 域的操作“限定”在讀物件引用之後，此時該 final 域已經被 A 執行緒初始化過了，這是一個正確的讀取操作。

讀 final 域的重排序規則可以確保：在讀一個物件的 final 域之前，一定會先讀包含這個 final 域的物件的引用。

示例2：如果 final 域是引用型別

對於引用型別，寫 final 域的重排序規則對編譯器和處理器增加了如下約束：

在建構函式內對一個 final 引用的物件的成員域的寫入，與隨後在建構函式外把這個被構造物件的引用賦值給一個引用變數，這兩個操作之間不能重排序。

public class FinalReferenceExample {
    final int[] intArray; // final 是引用型別
    static FinalReferenceExample obj;

    public FinalReferenceExample() { // 建構函式
        intArray = new int[1]; // 1
        intArray[0] = 1; // 2
    }

    public static void writerOne() { // 寫執行緒 A 執行
        obj = new FinalReferenceExample(); // 3
    }

    public static void writerTwo() { // 寫執行緒 B 執行
        obj.intArray[0] = 2; // 4
    }

    public static void reader() { // 讀執行緒 C 執行
        if (obj != null) { // 5
            int temp1 = obj.intArray[0]; // 6  temp1=1或者temp1=2，不可能等於0
        }
    }
}

 假設首先執行緒 A 執行 writerOne() 方法，執行完後執行緒 B 執行 writerTwo() 方法，執行完後執行緒 C 執行 reader () 方法。

在上圖中，1 是對 final 域的寫入，2 是對這個 final 域引用的物件的成員域的寫入，3 是把被構造的物件的引用賦值給某個引用變數。這裡除了前面提到的 1 不能和 3 重排序外，2 和 3 也不能重排序。

JMM 可以確保讀執行緒 C 至少能看到寫執行緒 A 在建構函式中對 final 引用物件的成員域的寫入。即 C 至少能看到陣列下標 0 的值為 1。而寫執行緒 B 對陣列元素的寫入，讀執行緒 C 可能看的到，也可能看不到。JMM 不保證執行緒 B 的寫入對讀執行緒 C 可見，因為寫執行緒 B 和讀執行緒 C 之間存在資料競爭，此時的執行結果不可預知。

參考資料 / 相關推薦