java基础知识分析： final ， finally，finalize

Posted 2020-08-13

final

final—修饰符（关键字）如果一个类被声明为final，意味着它不能再派生出新的子类，不能作为父类被继承。因此一个类不能既被声明为 abstract的，又被声明为final的。将变量或方法声明为final，可以保证它们在使用中不被改变。被声明为final的变量必须在声明时给定初值，而在以后的引用中只能读取，不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用，不能重载

具体的用法:

1.         修饰基础数据成员的final

这是final的主要用途，该成员被修饰为常量，意味着不可修改。如java.lang.Math类中的PI和E是final成员，其值为3.141592653589793和2.718281828459045。

2.         修饰类或对象的引用的final

在Java中，我们无法让对象被修饰为final，而只能修饰对象的引用，这意味着即使你写public final A a = new A(); 事实上a指向的对象的数据依然可以被修改，不能修改的是a本身的引用值，即你不能再对a进行重赋值。

3.         修饰方法的final

首先，修饰方法的final含义不是“不可修改”，而是指该方法不可被继承成员重新定义。（注意，这里所说的不能被重新定义，并不是指子类一定不能定义同名方法，如果父类的方法是私有类型，子类是允许定义该方法的，这里指的不能重新定义是指不能通过改写方法来使得方法重写的多态性得以实现，如不希望A a = new B(); a.f();这样的重写方法情况出现）

示例：

public class A {

    // final方法f

    public final void f() {

       System.out.println("类A中的final方法f被调用了");

    }

}

public class B extends A {

    // 编译错误！父类的f方法是final类型，不可重写！

    //! public void f() {

    //!     System.out.println("类B中的方法f被调用了");

    //! }

}

此外，当一个方法被修饰为final方法时，意味着编译器可能将该方法用内联(inline)方式载入，所谓内联方式，是指编译器不用像平常调用函数那样的方式来调用方法，而是直接将方法内的代码通过一定的修改后copy到原代码中(将方法主体直接插入到调用处，而不是进行方法调用)。这样可以让代码执行的更快（因为省略了调用函数的开销），比如在int[] arr = new int[3]调用arr.length()等。

*另一方面，私有方法也被编译器隐式修饰为final，这意味着private final void f()和private void f()并无区别。

4.         修饰类的final

当一个类被修饰为final时，它的含义很明确，就是不允许该类被继承，也就是说，该类“绝后”了，任何继承它的操作都会以编译错误告终。(成员变量可以不是final，成员方法直接是final的)

       示例：

       public final class A {

}

// 编译错误！A是final类型，不可被继承！

//!public class B extends A{

//!}

5.                        参数final

 

 对对象参数做final修饰。以为对象变量传递的是其引用，为防止调用过程中无意的更改而修饰。

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finally

finally 关键字是对 Java 异常处理模型的最佳补充。finally 结构使代码总会执行，而不管有无异常发生。使用 finally 可以维护对象的内部状态，并可以清理非内存资源。 如果没有 finally，您的代码就会很费解。例如，下面的代码说明，在不使用 finally 的情况下您必须如何编写代码来释放非内存资源：

　　import java.net.*;
　　import java.io.*;

     class WithoutFinally
　{
　　     public void foo() throws IOException
　　{
　　//在任一个空闲的端口上创建一个套接字
　　ServerSocket ss = new ServerSocket(0);
　　try 
        {
　　      Socket socket = ss.accept();
　　      //此处的其他代码...
　　}
　　catch (IOException e) 
       {
　　      ss.close();                                              //1
　　      throw e;
　　}
　　//...
　　ss.close();                                                //2
　　}
　}

 

　　这段代码创建了一个套接字，并调用 accept 方法。在退出该方法之前，您必须关闭此套接字，以避免资源漏洞。为了完成这一任务，我们在 //2 处调用 close，它是该方法的最后一条语句。但是，如果 try 块中发生一个异常会怎么样呢？在这种情况下，//2 处的 close 调用永远不会发生。因此，您必须捕获这个异常，并在重新发出这个异常之前在 //1 处插入对 close 的另一个调用。这样就可以确保在退出该方法之前关闭套接字。

 

　　这样编写代码既麻烦又易于出错，但在没有 finally 的情况下这是必不可少的。不幸的是，在没有 finally 机制的语言中，程序员就可能忘记以这种方式组织他们的代码，从而导致资源漏洞。Java 中的 finally 子句解决了这个问题。有了 finally，前面的代码就可以重写为以下的形式：

　　import java.net.*;
　　import java.io.*;

class WithFinally
{
　public void foo2() throws IOException
　{
　　//在任一个空闲的端口上创建一个套接字
　　ServerSocket ss = new ServerSocket(0);
　　try 
        {
　　     Socket socket = ss.accept();
　　     //此处的其他代码...
　　}
　　finally 
        {
　　      ss.close();
　　}
　}
}

 

　　finally 块确保 close 方法总被执行，而不管 try 块内是否发出异常。因此，可以确保在退出该方法之前总会调用 close 方法。这样您就可以确信套接字被关闭并且您没有泄漏资源。在此方法中不需要再有一个 catch 块。在第一个示例中提供 catch 块只是为了关闭套接字，现在这是通过 finally 关闭的。如果您确实提供了一个 catch 块，则 finally 块中的代码在 catch 块完成以后执行。

　　finally 块必须与 try 或 try/catch 块配合使用。此外，不可能退出 try 块而不执行其 finally 块。如果 finally 块存在，则它总会执行。（无论从那点看，这个陈述都是正确的。有一种方法可以退出 try 块而不执行 finally 块。如果代码在 try 内部执行一条 System.exit(0); 语句，则应用程序终止而不会执行 finally 执行。另一方面，如果您在 try 块执行期间拨掉电源，finally 也不会执行。）

finalize

垃圾回收器要回收对象的时候，首先要调用这个类的finalize方法，一般的纯Java编写的Class不需要重新覆盖这个方法，因为Object已经实现了一个默认的，除非我们要实现特殊的功能(这 里面涉及到很多东西，比如对象空间树等内容)。 
不过用Java以外的代码编写的Class，垃圾回收器并不能对这些部分进行正确的回收，这时就需要我们覆盖默认的方法来实现对这部分内存的正确释放和回收(比如C++需要delete)。 
总之，finalize相当于析构函数，他是垃圾回收器回收一个对象的时候第一个要调用的方法。不过由于Java的垃圾回收机制能自动为我们做这些事情，所以我们在一般情况下是不需要自己来手工释放的。

 

 

有时当撤消一个对象时，需要完成一些操作。例如，如果一个对象正在处理的是非Java 资源，如文件句柄或window 字符字体，这时你要确认在一个对象被撤消以前要保证这些资源被释放。为处理这样的状况，Java 提供了被称为收尾（finalization ）的机制。使用该机制你可以定义一些特殊的操作，这些操作在一个对象将要被垃圾回收程序释放时执行。 
要给一个类增加收尾（finalizer ），你只要定义finalize ( ) 方法即可。Java 回收该类的一个对象时，就会调用这个方法。在finalize ( )方法中，你要指定在一个对象被撤消前必须执行的操作。垃圾回收周期性地运行，检查对象不再被运行状态引用或间接地通过其他对象引用。就在对象被释放之 前，Java 运行系统调用该对象的finalize( ) 方法。

　　finalize()方法的通用格式如下：

　　protected void finalize( )
{
// finalization code here
}

　　其中，关键字protected是防止在该类之外定义的代码访问finalize()标识符。该标识符和其他标识符将在第7章中解释。

　　理解finalize( ) 正好在垃圾回收以前被调用非常重要。例如当一个对象超出了它的作用域时，finalize( ) 并不被调用。这意味着你不可能知道何时——甚至是否——finalize( ) 被调用。因此，你的程序应该提供其他的方法来释放由对象使用的系统资源，而不能依靠finalize( ) 来完成程序的正常操作。

　　

finalize的工作原理应该是这样的：一旦垃圾收集器准备好释放对象占用的存储空间，它首先调用finalize()，而且只有在下一次垃圾收集过程中，才会真正回收对象的内存.所以如果使用finalize()，就可以在垃圾收集期间进行一些重要的清除或清扫工作.

finalize()在什么时候被调用?
有三种情况
1.所有对象被Garbage Collection时自动调用,比如运行System.gc()的时候.
2.程序退出时为每个对象调用一次finalize方法。
3.显式的调用finalize方法

除此以外,正常情况下,当某个对象被系统收集为无用信息的时候,finalize()将被自动调用,但是jvm不保证finalize()一定被调用,也就是说,finalize()的调用是不确定的,这也就是为什么sun不提倡使用finalize()的原因

有时当撤消一个对象时，需要完成一些操作。例如，如果一个对象正在处理的是非Java 资源，如文件句柄或window 字符字体，这时你要确认在一个对象被撤消以前要保证这些资源被释放。为处理这样的状况，Java 提供了被称为收尾（finalization ）的机制。使用该机制你可以定义一些特殊的操作，这些操作在一个对象将要被垃圾回收程序释放时执行。

要给一个类增加收尾（finalizer ），你只要定义finalize ( ) 方法即可。Java 回收该类的一个对象时，就会调用这个方法。在finalize ( )方法中，你要指定在一个对象被撤消前必须执行的操作。垃圾回收周期性地运行，检查对象不再被运行状态引用或间接地通过其他对象引用。就在对象被释放之 前，Java 运行系统调用该对象的finalize( ) 方法。

finalize()方法的通用格式如下：

protected void finalize( )
{
// finalization code here
}

其中，关键字protected是防止在该类之外定义的代码访问finalize()标识符。该标识符和其他标识符将在第7章中解释。

理解finalize( ) 正好在垃圾回收以前被调用非常重要。例如当一个对象超出了它的作用域时，finalize( ) 并不被调用。这意味着你不可能知道何时——甚至是否——finalize( ) 被调用。因此，你的程序应该提供其他的方法来释放由对象使用的系统资源，而不能依靠finalize( ) 来完成程序的正常操作。

注意：如果你熟悉C++，那你知道C++允许你为一个类定义一个撤消函数（destructor ），它在对象正好出作用域之前被调用。Java不支持这个想法也不提供撤消函数。finalize() 方法只和撤消函数的功能接近。当你对Java 有丰富经验时，你将看到因为Java使用垃圾回收子系统，几乎没有必要使用撤消函数。

垃圾收集器在进行垃圾收集的时候会自动呼叫对象的finalize方法，用来进行一些用户自定义的非内存清理工作，因为垃圾收集器不会处理内存以外的东西。所以，有的时候用户需要定义一些清理的方法，比如说处理文件和端口之类的非内存资源。