详解Java 中那些重要的关键字 #yyds干货盘点#

Posted 2022-01-19 宇宙之一粟

Java关键字大概50+，但实际上有些关键字我们只是用，并没有明白该关键字背后的原理。本文就将盘点那些可能是考点的关键字。

static

意思是静态的、全局的，一旦被修饰，说明被修饰的东西在一定范围内是共享的，谁都可以访问，这时候需要注意并发读写的问题。

1.1 修饰的对象

static 只能修饰类变量、方法和方法块。

1、当 static 修饰类变量时，如果该变量是 public 的话，表示该变量任何类都可以直接访问，而且无需初始化类，直接使用 类名.static 变量 这种形式访问即可。

这时候我们非常需要注意的一点就是线程安全的问题了，因为当多个线程同时对共享变量进行读写时，很有可能会出现并发问题，如我们定义了：​​public static List list = new ArrayList();​​这样的共享变量。这个 list 如果同时被多个线程访问的话，就有线程安全的问题，这时候一般有两个解决办法：

• 把线程不安全的 ArrayList 换成 线程安全的 CopyOnWriteArrayList；
• 每次访问时，手动加锁。

所以在使用 static 修饰类变量时，如何保证线程安全是我们常常需要考虑的。

2、当 static 修饰方法时，代表该方法和当前类是无关的，任意类都可以直接访问（如果权限是 public 的话）。

有一点需要注意的是，该方法内部只能调用同样被 static 修饰的方法，不能调用普通方法，我们常用的 util 类里面的各种方法，我们比较喜欢用 static 修饰方法，好处就是调用特别方便。 static 方法内部的变量在执行时是没有线程安全问题的。方法执行时，数据运行在栈里面，栈的数据每个线程都是隔离开的，所以不会有线程安全的问题，所以 util 类的各个 static 方法，我们是可以放心使用的。

3、当 static 修饰方法块时，我们叫做静态块，静态块常常用于在类启动之前，初始化一些值，比如：

public static List<String> list = new ArrayList();
// 进行一些初始化的工作
static 
    list.add(undefined1undefined);

这段代码演示了静态块做一些初始化的工作，但需要注意的是，静态块只能调用同样被 static 修饰的变量，并且 static 的变量需要写在静态块的前面，不然编译也会报错。

1.2 初始化时机

父类静态变量初始化 父类静态块初始化 子类静态变量初始化 子类静态块初始化 main方法执行 父类构造器初始化 子类构造器初始化 从结果中，我们可以看出两点：

1. 父类的静态变量和静态块比子类优先初始化；
2. 静态变量和静态块比类构造器优先初始化。

被 static 修饰的方法，在类初始化的时候并不会初始化，只有当自己被调用时，才会被执行。

final

final 的意思是不变的，一般来说用于以下三种场景：

1. 被 final 修饰的类，表明该类是无法继承的；
2. 被 final 修饰的方法，表明该方法是无法覆写的；
3. 被 final 修饰的变量，说明该变量在声明的时候，就必须初始化完成，而且以后也不能修改其内存地址。

第三点注意下，我们说的是无法修改其内存地址，并没有说无法修改其值。因为对于 List、Map 这些集合类来说，被 final 修饰后，是可以修改其内部值的，但却无法修改其初始化时的内存地址。

try catch finally

这三个关键字用于我们捕捉异常的一整套流程，try 用来确定代码执行的范围，catch 捕捉可能会发生的异常，finally 用来执行一定要执行的代码块。

• 待补充

volatile

volatile 字面意思是可见的，常用来修饰某个共享变量，意思是当共享变量的值被修改后，会及时通知到其它线程上，其它线程就能知道当前共享变量的值已经被修改了。 我们再说原理之前，先说下基础知识。就是在多核 CPU 下，为了提高效率，线程在拿值时，是直接和 CPU 缓存打交道的，而不是内存。主要是因为 CPU 缓存执行速度更快，比如线程要拿值 C，会直接从 CPU 缓存中拿， CPU 缓存中没有，就会从内存中拿，所以线程读的操作永远都是拿 CPU 缓存的值。 这时候会产生一个问题，CPU 缓存中的值和内存中的值可能并不是时刻都同步，导致线程计算的值可能不是最新的，共享变量的值有可能已经被其它线程所修改了，但此时修改是机器内存的值，CPU 缓存的值还是老的，导致计算会出现问题。 这时候有个机制，就是内存会主动通知 CPU 缓存。当前共享变量的值已经失效了，你需要重新来拉取一份，CPU 缓存就会重新从内存中拿取一份最新的值。 volatile 关键字就会触发这种机制，加了 volatile 关键字的变量，就会被识别成共享变量，内存中值被修改后，会通知到各个 CPU 缓存，使 CPU 缓存中的值也对应被修改，从而保证线程从 CPU 缓存中拿取出来的值是最新的。

从图中我们可以看到，线程 1 和线程 2 一开始都读取了 C 值，CPU 1 和 CPU 2 缓存中也都有了 C 值，然后线程 1 把 C 值修改了，这时候内存的值和 CPU 2 缓存中的 C 值就不等了，内存这时发现 C 值被 volatile 关键字修饰，发现其是共享变量，就会使 CPU 2 缓存中的 C 值状态置为无效，CPU 2 会从内存中重新拉取最新的值，这时候线程 2 再来读取 C 值时，读取的已经是内存中最新的值了。

transient

transient 关键字我们常用来修饰类变量，意思是当前变量是无需进行序列化。在序列化时，就会忽略该变量，这些在序列化工具底层，就已经对 transient 进行了支持。

default

default 关键字一般会用在接口的方法上，意思是对于该接口，子类是无需强制实现的，但自己必须有默认实现。 default关键字被很多源码使用。

面试题

如何证明 static 静态变量和类无关？

答：从三个方面就可以看出静态变量和类无关。

1. 我们不需要初始化类就可直接使用静态变量；
2. 我们在类中写个 main 方法运行，即便不写初始化类的代码，静态变量都会自动初始化；
3. 静态变量只会初始化一次，初始化完成之后，不管我再 new 多少个类出来，静态变量都不会再初始化了。

不仅仅是静态变量，静态方法块也和类无关。

常常看见变量和方法被 static 和 final 两个关键字修饰，为什么这么做？

答：这么做有两个目的：

1. 变量和方法于类无关，可以直接使用，使用比较方便；
2. 强调变量内存地址不可变，方法不可继承覆写，强调了方法内部的稳定性。

catch 中发生了未知异常，finally 还会执行么？

答：会的，catch 发生了异常，finally 还会执行的，并且是 finally 执行完成之后，才会抛出 catch 中的异常。 不过 catch 会吃掉 try 中抛出的异常，为了避免这种情况，在一些可以预见 catch 中会发生异常的地方，先把 try 抛出的异常打印出来，这样从日志中就可以看到完整的异常了。

volatile 关键字的作用和原理

答：这个上文说的比较清楚，可以参考上文。