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JAVA面试题解惑系列(四)——final、finally和finalize的区别

转自:
http://www.javaeye.com/topic/213051
作者:臧圩人(zangweiren)
网址:http://zangweiren.javaeye.com

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final、finally和finalize的区别是什么?

这是一道再经典不过的面试题了,我们在各个公司的面试题中几乎都能看到它的身影。final、finally和finalize虽然长得像孪生三兄弟一样,但是它们的含义和用法却是大相径庭。这一次我们就一起来回顾一下这方面的知识。

我们首先来说说final。它可以用于以下四个地方:
  1. 定义变量,包括静态的和非静态的。
  2. 定义方法的参数。
  3. 定义方法。
  4. 定义类。

我们依次来回顾一下每种情况下final的作用。首先来看第一种情况,如果final修饰的是一个基本类型,就表示这个变量被赋予的值是不可变的,即它是个常量;如果final修饰的是一个对象,就表示这个变量被赋予的引用是不可变的,这里需要提醒大家注意的是,不可改变的只是这个变量所保存的引用,并不是这个引用所指向的对象。在第二种情况下,final的含义与第一种情况相同。实际上对于前两种情况,有一种更贴切的表述final的含义的描述,那就是,如果一个变量或方法参数被final修饰,就表示它只能被赋值一次,但是JAVA虚拟机为变量设定的默认值不记作一次赋值。

被final修饰的变量必须被初始化。初始化的方式有以下几种:
  1. 在定义的时候初始化。
  2. 在初始化块中初始化。
  3. 在类的构造器中初始化。
  4. 静态变量也可以在静态初始化块中初始化。

通过下面的代码可以验证以上的观点:
 1public class FinalTest {   
 2    // 在定义时初始化   
 3    public final int A = 10;   
 4  
 5    public final int B;   
 6    // 在初始化块中初始化   
 7    {   
 8        B = 20;   
 9    }
   
10  
11    // 静态常量,在定义时初始化   
12    public static final int STATIC_C = 30;   
13  
14    public static final int STATIC_D;   
15    // 静态常量,在静态初始化块中初始化   
16    static {   
17        STATIC_D = 40;   
18    }
   
19  
20    public final int E;   
21  
22    public static int STATIC_F;   
23  
24    // 在构造器中初始化   
25    public FinalTest() {   
26        E = 50;   
27        // 静态变量也可以在构造器中初始化   
28        STATIC_F = 60;   
29  
30        // 给final的变量第二次赋值时,编译会报错   
31        // A = 99;   
32        // STATIC_C = 99;   
33    }
   
34  
35    // 静态变量不能在初始化块中初始化   
36    // public static final int STATIC_G;   
37    // {   
38    // STATIC_G = 70;   
39    // }   
40  
41    // final变量未被初始化,编译时就会报错   
42    // public final int H;   
43  
44    // 静态final变量未被初始化,编译时就会报错   
45    // public static final int STATIC_I;   
46}
  
47

我们运行上面的代码之后出了可以发现final变量(常量)和静态final变量(静态常量)未被初始化时,编译会报错;另外还可以发现,静态final变量可以在构造器中初始化,却不可以在初始化块中初始化。

用final修饰的变量(常量)比非final的变量(普通变量)拥有更高的效率,因此我们在实际编程中应该尽可能多的用常量来代替普通变量,这也是一个很好的编程习惯。

当final用来定义一个方法时,会有什么效果呢?正如大家所知,它表示这个方法不可以被子类重写,但是它这不影响它被子类继承。我们写段代码来验证一下:

 1class ParentClass {   
 2    public final void TestFinal() {   
 3        System.out.println("父类--这是一个final方法");   
 4    }
   
 5}
   
 6  
 7public class SubClass extends ParentClass {   
 8    /**  
 9     * 子类无法重写(override)父类的final方法,否则编译时会报错  
10     */
  
11    // public void TestFinal() {   
12    // System.out.println("子类--重写final方法");   
13    // }   
14       
15    public static void main(String[] args) {   
16        SubClass sc = new SubClass();   
17        sc.TestFinal();   
18    }
   
19}
  
20

 

这里需要特殊说明的是,具有private访问权限的方法也可以增加final修饰,但是由于子类无法继承private方法,因此也无法重写它。编译器在处理private方法时,是按照final方法来对待的,这样可以提高该方法被调用时的效率。不过子类仍然可以定义同父类中的private方法具有同样结构的方法,但是这并不会产生重写的效果,而且它们之间也不存在必然联系。

最后我们再来回顾一下final用于类的情况。这个大家应该也很熟悉了,因为我们最常用的String类就是final的。由于final类不允许被继承,编译器在处理时把它的所有方法都当作final的,因此final类比普通类拥有更高的效率。final的类的所有方法都不能被重写,但这并不表示final的类的属性(变量)值也是不可改变的,要想做到final类的属性值不可改变,必须给它增加final修饰,请看下面的例子:

 1public final class FinalTest {   
 2  
 3    int i = 10;   
 4  
 5    public static void main(String[] args) {   
 6        FinalTest ft = new FinalTest();   
 7        ft.i = 99;   
 8        System.out.println(ft.i);   
 9    }
   
10}
  
11

运行上面的代码试试看,结果是99,而不是初始化时的10。

接下来我们一起回顾一下finally的用法。这个就比较简单了,它只能用在try/catch语句中,并且附带着一个语句块,表示这段语句最终总是被执行。请看下面的代码:

 1public final class FinallyTest {   
 2    public static void main(String[] args) {   
 3        try {   
 4            throw new NullPointerException();   
 5        }
 catch (NullPointerException e) {   
 6            System.out.println("程序抛出了异常");   
 7        }
 finally {   
 8            System.out.println("执行了finally语句块");   
 9        }
   
10    }
   
11}
  
12
运行结果说明了finally的作用:
  1. 程序抛出了异常
  2. 执行了finally语句块

请大家注意,捕获程序抛出的异常之后,既不加处理,也不继续向上抛出异常,并不是良好的编程习惯,它掩盖了程序执行中发生的错误,这里只是方便演示,请不要学习。

那么,有没有一种情况使finally语句块得不到执行呢?大家可能想到了return、continue、break这三个可以打乱代码顺序执行语句的规律。那我们就来试试看,这三个语句是否能影响finally语句块的执行:

 1public final class FinallyTest {   
 2  
 3    // 测试return语句   
 4    public ReturnClass testReturn() {   
 5        try {   
 6            return new ReturnClass();   
 7        }
 catch (Exception e) {   
 8            e.printStackTrace();   
 9        }
 finally {   
10            System.out.println("执行了finally语句");   
11        }
   
12        return null;   
13    }
   
14  
15    // 测试continue语句   
16    public void testContinue() {   
17        for (int i = 0; i < 3; i++{   
18            try {   
19                System.out.println(i);   
20                if (i == 1{   
21                    continue;   
22                }
   
23            }
 catch (Exception e) {   
24                e.printStackTrace();   
25            }
 finally {   
26                System.out.println("执行了finally语句");   
27            }
   
28        }
   
29    }
   
30  
31    // 测试break语句   
32    public void testBreak() {   
33        for (int i = 0; i < 3; i++{   
34            try {   
35                System.out.println(i);   
36                if (i == 1{   
37                    break;   
38                }
   
39            }
 catch (Exception e) {   
40                e.printStackTrace();   
41            }
 finally {   
42                System.out.println("执行了finally语句");   
43            }
   
44        }
   
45    }
   
46  
47    public static void main(String[] args) {   
48        FinallyTest ft = new FinallyTest();   
49        // 测试return语句   
50        ft.testReturn();   
51        System.out.println();   
52        // 测试continue语句   
53        ft.testContinue();   
54        System.out.println();   
55        // 测试break语句   
56        ft.testBreak();   
57    }
   
58}
   
59  
60class ReturnClass {   
61    public ReturnClass() {   
62        System.out.println("执行了return语句");   
63    }
   
64}
  
65


上面这段代码的运行结果如下:

  1. 执行了return语句
  2. 执行了finally语句
  3. 0
  4. 执行了finally语句
  5. 1
  6. 执行了finally语句
  7. 2
  8. 执行了finally语句
  9. 0
  10. 执行了finally语句
  11. 1
  12. 执行了finally语句


很明显,return、continue和break都没能阻止finally语句块的执行。从输出的结果来看,return语句似乎在finally语句块之前执行了,事实真的如此吗?我们来想想看,return语句的作用是什么呢?是退出当前的方法,并将值或对象返回。如果finally语句块是在return语句之后执行的,那么return语句被执行后就已经退出当前方法了,finally语句块又如何能被执行呢?因此,正确的执行顺序应该是这样的:编译器在编译return new ReturnClass();时,将它分成了两个步骤,new ReturnClass()和return,前一个创建对象的语句是在finally语句块之前被执行的,而后一个return语句是在finally语句块之后执行的,也就是说finally语句块是在程序退出方法之前被执行的。同样,finally语句块是在循环被跳过(continue)和中断(break)之前被执行的。

最后,我们再来看看finalize,它是一个方法,属于java.lang.Object类,它的定义如下

 

protected void finalize() throws Throwable { }  

 

众所周知,finalize()方法是GC(garbage collector)运行机制的一部分,关于GC的知识我们将在后续的章节中来回顾。

在此我们只说说finalize()方法的作用是什么呢?

finalize()方法是在GC清理它所从属的对象时被调用的,如果执行它的过程中抛出了无法捕获的异常(uncaught exception),GC将终止对改对象的清理,并且该异常会被忽略;直到下一次GC开始清理这个对象时,它的finalize()会被再次调用。

请看下面的示例:

 

public final class FinallyTest {   
    
// 重写finalize()方法   
    protected void finalize() throws Throwable {   
        System.out.println(
"执行了finalize()方法");   
    }
   
  
    
public static void main(String[] args) {   
        FinallyTest ft 
= new FinallyTest();   
        ft 
= null;   
        System.gc();   
    }
   
}
  

运行结果如下:
  • 执行了finalize()方法

程序调用了java.lang.System类的gc()方法,引起GC的执行,GC在清理ft对象时调用了它的finalize()方法,因此才有了上面的输出结果。调用System.gc()等同于调用下面这行代码:
Java代码 复制代码
  1. Runtime.getRuntime().gc();  

调用它们的作用只是建议垃圾收集器(GC)启动,清理无用的对象释放内存空间,但是GC的启动并不是一定的,这由JAVA虚拟机来决定。直到JAVA虚拟机停止运行,有些对象的finalize()可能都没有被运行过,那么怎样保证所有对象的这个方法在JAVA虚拟机停止运行之前一定被调用呢?答案是我们可以调用System类的另一个方法:
Java代码 复制代码
  1. public static void runFinalizersOnExit(boolean value) {   
  2.     //other code   
  3. }  

给这个方法传入true就可以保证对象的finalize()方法在JAVA虚拟机停止运行前一定被运行了,不过遗憾的是这个方法是不安全的,它会导致有用的对象finalize()被误调用,因此已经不被赞成使用了。

由于finalize()属于Object类,因此所有类都有这个方法,Object的任意子类都可以重写(override)该方法,在其中释放系统资源或者做其它的清理工作,如关闭输入输出流。

通过以上知识的回顾,我想大家对于final、finally、finalize的用法区别已经很清楚了。

posted on 2008-08-22 11:37 gdufo 阅读(200) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: JAVA 基础

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