Java 常识（005）：Java中final、finally、finalize

短命女 2022-05-24 00:22 260阅读 0赞

## 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