内部类final与垃圾回收，面试时你一说，面试官就知道

Posted 2021-03-13 hsm_computer

    内部类并不常用，而且使用起来有一定的定式，比如在下面的InnterDemoByTrhead.java里，我们通过内部类的形式创建线程。    

1	public class InnerDemoByThread {
2		public static void main(String[] args) {
3			// 实现runnable接口，创建10个线程并启动
4			for(int threadCnt = 0;threadCnt<10;threadCnt++)
5			new Thread(new Runnable() {
6				public void run() {
7					for (int i = 0; i < 5; i++) {
8						//在每个线程里，输出0到4 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"："+ i);
9	         		}
10				}
11			}).start();//这里的括号是和第5行对应，注意需要带分号
12		}
13	}

    在上述的第4行里，我们通过for循环创建了10个线程，在第5行里，我们通过new Runnable定义了线程内部的动作，具体而言，在第6到第10行的代码里，定义了打印0到4的动作。这里第5行通过new Thread定义的类，是在第1行定义的InnerDemoByThread类的内部，所以叫内部类，这也是内部类典型的用法。

    虽然内部类出现的机会不多，但其中有个非常重要的知识点：当方法的参数需要被内部类使用时，那么这个参数必须是final，否则会报语法错误。我们在讲线程的时候，通过内部类比较了线程安全和不安全集合的表现。这里我们通过改写这个案例，着重看下“内部类“和“final“的要点，请大家看下如下的InnerFinalDemo.java代码。　   

1	import java.util.ArrayList;
2	import java.util.List;
3	public class InnerFinalDemo {
4		public static int addByThreads(final List list) {
5			// 创建一个线程组
6			ThreadGroup group = new ThreadGroup("Group");
7			// 通过内部类的方法来创建多线程
8			Runnable listAddTool = new Runnable() {
9				public void run() {// 在其中定义线程的主体代码	
10					list.add("0"); // 在集合里添加元素				
11				}
12			};
13			// 启动10个线程，同时向集合里添加元素
14			for (int i = 0; i < 10; i++) {
15				new Thread(group, listAddTool).start();
16			}
17			while (group.activeCount() > 0) {
18				try { Thread.sleep(10);	} 
19	             catch (InterruptedException e) 
20	             { e.printStackTrace(); }
21			}
22			return list.size(); // 返回插入后的集合长度
23		}
24		public static void main(String[] args) {
25			List list = new ArrayList();	
26			//很大可能返回10
27			System.out.println(addByThreads(list));
28		}
29	}

    这段代码的逻辑是，在main函数的第25行里，我们创建了一个线程不安全的ArrayList类型的对象，并在第27行调用了addByThreads方法返回list的长度。在addByThreads方法里，我们在第14行里，通过for循环启动了10个线程，在这10个线程的主体逻辑（第9行的run方法）里，我们在第10行通过list.add方法给集合对象添加元素。

    从功能上讲，第27行的打印语句能输出10，因为虽然ArrayList是线程不安全对象，但仅仅是10个线程同时操作，不足以发生“线程抢占”的情况。

    但本代码的重点是内部类和final，在代码第3行定义的addByThreads方法里，我们注意到参数list前一定得加final，否则会报语法错误。我们可以通过如下的思维步骤来理解这个要点。

    第一，第3行的这个带final的list对象从属于外部的InnerFinalDemo类，并且，在第8到12行的内部类里，也会用到这个对象，也就是说，在外部类和内部类里，都会用到这个对象。

    第二，外部类和内部类是平行的，内部类并不从属于外部类，这句话隐藏的含义是，外部类有可能在内部类之前被回收。

    那么如果我们不加final，一旦外部类在内部类之前被回收，那么外部类里所包含的list对象也会被回收，但这时，内部类尚未使用这个list。在这种情况下，一旦内部类使用了list，就会报空指针错（因为这个对象已经随着外部类被回收了）。

    为了避免这种错误，在指定语法时就加上了“当方法的参数需要被内部类使用时，那么这个参数必须是final”这个规定。一旦在此类参数前加final，那么这个参数就是常量了，存储的位置就不是“堆区”了，而是“常量池”，这样即使外部类被先回收，那么由于这类参数（比如list）不存在于外部类所从属的堆空间（而是常量池），所以会继续存在，这样内部类就能继续使用。

    一些资深的面试官不会面试内部类的细节语法（因为不常用，而且使用起来有定式），而会考察上述的“参数和final”的知识点，所以大家在被问及”对内部类的掌握程度“这类问题时，可以按如下的思路来叙述。

    第一，无需叙述内部类中各种语法，事实上，内部类涉及到“如何定义”以及“内部类中对象的可见性”等问题，语法相对而言比较复杂，说起来不容易，而且即使说清楚了，也无法很好体现大家的能力。

    第二，可以直接说，“当方法的参数需要被内部类使用时，那么这个参数必须是final”，同时解释下原因。当面试官听到这以后，一般就不再问内部类问题了，因为他会认为，候选人连这么“资深”的知识也知道，那么就没必要再细问内部类的问题了。

    第三，由于已经引出“垃圾回收”的话题，所以大家可以找机会进一步按本章给出的提示，展示在这方面的能力，这样就有很大可能得到“Java Core方面比较资深”的评价。

   上述叙述是针对jdk1.7以及之前版本的，如果是针对jdk1.8版本，不需要显式地加final，但依然会被当常量管理，具体来讲，该对象的引用无法指向新的内存空间。