Java 局部内部类访问局部变量为什么必须加final关键字

Posted 2021-07-07 熊猫IT学院

1.疑问

在Java中，局部内部类如果调用了方法中的变量，那么该变量必须申明为final类型，如果不申明，则编译就会出错。

这里的内部类指的是方法内部类或匿名内部类，不包含静态内部类和成员内部类

这里通过一个例子类分析

public class InnerClass {
  
	private int defaultAge = 5;
  局部变量 age，必须添加final关键字，这里先不加
	public void addAge( int age){
  
    //局部内部类
		class NewAge{
			private int getAge(){
				return age + defaultAge;
			}
		}

		NewAge newAge = new NewAge();
		System.out.print(newAge.getAge());
	}
}

强行不加final，编译，则会报错：

Error:(16, 12) 错误: 从内部类中访问本地变量age; 需要被声明为最终类型

2.分析

1.生命周期不同： 为什么必须局部变量加final关键字呢？因为局部变量直接存储在栈中，当方法执行结束，非final的局部变量就被销毁，而局部内部类对局部变量的引用依然存在，当局部内部类要调用局部变量时，就会出错，出现非法引用。简单来说，就是非final的局部变量的生命周期比局部内部类的生命周期短，是不是直接可以拷贝变量到局部内部类？这样内部类中就可以使用而且不担心生命周期问题呢？也是不可以的，因为直接拷贝又会出现第二个问题，就是数据不同步

2.数据不同步：内部类并不是直接使用传递进来的参数，而是将传递进来的参数通过自己的构造器备份到自己内部，表面看是同一个变量，实际调用的是自己的属性而不是外部类方法的参数，如果在内部类中，修改了这些参数，并不会对外部变量产生影响，仅仅改变局部内部类中备份的参数。但是在外部调用时发现值并没有被修改，这种问题就会很尴尬，造成数据不同步。所以使用final避免数据不同步的问题

那为什么添加final修饰的局部变量，就可以被局部内部类引用呢？
若定义为final，则java编译器则会在内部类NewAge内生成一个外部变量的拷贝，而且可以既可以保证内部类可以引用外部属性，又能保证值的唯一性

也就是拷贝了一个变量的副本，提供给局部内部类,这个副本的生命周期和局部内部类一样长，并且这个副本不可以修改，保证了数据的同步

注意：在Java8 中，被局部内部类引用的局部变量，默认添加final，所以不需要添加final关键词

字节码
如果有兴趣，可以看看编译后的字节码，即.class文件

命令行有两种方式

java -c
在编译后，进入字节码存放的文件夹，例如：FileA\\Hello.class，使用命令行窗口,执行命令：
java -c FileA\\Hello.class，即可在窗口浏览字节码文件

javap -verbose HellloWorld.class
javap -verbose Hello.class ，同样可以浏览字节码文件

class InnerClass$1NewAge {
    //可以看到，局部内部类中的使用的age，是通过构造函数传递进来，并不是直接引用外部变量。
    InnerClass$1NewAge(InnerClass var1, int var2) {
        this.this$0 = var1;
        this.val$age = var2;
    }

    private int getAge() {
        return this.val$age + InnerClass.access$000(this.this$0);
    }
}

InnerClass类编译后，在文件夹会出现InnerClass.class和InnerClass$1NewAge.class，这说明外部类的方法 和内部类处于同一级。

3.结论

局部内部类引用局部变量，不添加final，会出现生命周期不同，导致非法引用问题，而且直接拷贝会出现数据不同步问题，所以使用final，保证了合法引用，而且数据不可修改