final 关键字与安全发布 多线程中篇（十三）

Posted 2021-02-10 noteless

final的通常理解

在Java中，final关键字可以用来修饰类、方法和变量（包括成员变量和局部变量）

大家应该都知道final表示最终的、最后的含义，也就是不能在继续

修饰类表示不能继承，修饰方法表示不能重写，修饰变量表示不能修改

当用final修饰一个类时，表明这个类不能被继承。也就是说，如果一个类你永远不会让他被继承，就可以用final进行修饰

注意：final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法（也可以认为不能够继承就是因为所有的方法你都不能继承，所以全部方法隐式final)

当final修饰方法时，表示此方法不能被重写，也就是不能被子类覆盖（但是毫不影响多个重载的final方法，重载和重写不是一个概念）

注意：

如果是final并且private的方法，子类是看不到private的，所以如果子类新写了一个看似“重写”的方法，其实是属于子类的新方法，这并不是重写了final方法

当final修饰变量时，相当于一个只读变量，只能进行读取，而不能进行设置，如果是成员变量那么需要在赋值时或者构造方法中对他进行设置。

局部变量必须是定义时，参数列表中的就是参数传递时，其他时候不能再进行更改了

综上，final的通常认知就是这些，表示最终的、最后的、不可变得，可以用于定义类、方法、变量

 

其实final还有另外的作用，那就是安全发布对象的一种方法

什么是安全发布？

安全发布

两个关键字“发布”“安全”

所谓发布通俗一点的理解就是创建一个对象，使这个对象能被当前范围之外的代码所使用

比如Object o = new Object();

然后接下来使用对象o

但是对于普通变量的创建，之前分析过，大致分为三个步骤：

• 分配内存空间
• 将o指向分配的内存空间
• 调用构造函数来初始化对象

这三个步骤不是原子的，如果执行到第二步，还没有进行初始化，此时对象已经不是null了，如果被其他代码访问，这将收获一个错误的结果。

或者说对象尚未完全创建就被使用了，其他线程看到的结果可能是不一致的

这就是不安全的发布

根本原因就是JVM创建对象的过程涉及到分配空间、指针设置、数据初始化等步骤，并不是同步的，涉及到主存与缓存、处理器与寄存器等，可见性没办法得到保障

 

所以说，什么是安全发布，简单理解就是对象的创建能够保障在被别人使用前，已经完成了数据的构造设置，或者说一个对象在使用时，已经完成了初始化。

不幸的是，Java对此并没有进行保障，你需要自己进行保障，比如synchronized关键字，原子性、排他性就可以做到这一点

怎么保障安全发布？有几种方法：

一种是刚才提到的锁机制，通过加锁可以保障中间状态不会被读取

另外还有：

• 借助于volatile或者AtomicReference声明对象
• 借助于final关键字
• 在静态初始化块中，进行初始化（JVM会保障）

很显然，对于锁机制，那些线程安全的容器比如ConcurrentMap，也是满足这条的，所以也是安全发布  

final与安全发布

对于final，当你创建一个对象时，使用final关键字能够使得另一个线程不会访问到处于“部分创建”的对象

因为：当构造函数退出时，final字段的值保证对访问构造对象的其他线程可见

如果某个成员是final的，JVM规范做出如下明确的保证：

一旦对象引用对其他线程可见，则其final成员也必须正确的赋值

所以说借助于final，就如同你对对象的创建访问加锁了一般，天然的就保障了对象的安全发布。

如果你不希望后续被继承、重写、更改，你应该尽可能的将他们声明为final

一篇很不错的文章：

https://www.javamex.com/tutorials/synchronization_final.shtml

对于普通的变量，对象的内存空间分配、指针设置、数据初始化，和将这个变量的引用赋值给另一个引用，之间是可能发生重排序的，所以也就导致了其他线程可能读取到不一致的中间状态

但是对于final修饰的变量，JVM会保障顺序

不会在对final变量的写操作完成之前，与将变量引用赋值给其他变量之间进行重排序，也就是final变量的设置完成始终会在被读取之前  

总结

final除了不可变的定义之外，还与线程安全发布息息相关

借助于final，可以达到对象安全发布的保障，只需要借助于final，不在需要任何额外的付出，他能够保障在多线程环境下，总是能够读取到正确的初始化的值

所以，如果你不希望变量后续被修改，你应该总是使用final关键字

而且，很显然在某些场景下，final也可以解决一定的安全问题

原文地址:final 关键字与安全发布 多线程中篇（十三）