java中final 与效率
关于final关键字，总是那么些疑惑，今天就总结一下。
一.final的概念：在Java中, 可以使用final关键字修饰类、方法以及成员变量。
1.final标记的类不能被继承;
在设计类时候，如果这个类不需要有子类，类的实现细节不允许改变，并且确信这个类不会载被扩展，那么就设计为final类。
2.final标记的方法不能被子类复写;
如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，则可以把这个方法声明为final方法。
使用final方法的原因有二：
第一、把方法锁定，防止任何继承类修改它的意义和实现。
第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制，大大提高执行效率。
3.final标记的变量即成为常量,只能被赋值一次.
二、final的用法
1、final 对于常量来说，意味着值不能改变，例如 final int i=100。这个i的值永远都是100。
但是对于变量来说又不一样，只是标识这个引用不可被改变，例如 final File f=new File("c:\\test.txt");那么这个f一定是不能被改变的，如果f本身有方法修改其中的成员变量，例如是否可读，是允许修改的。有个[/size][size=medium][size=large][/size]形象的比喻：一个女子定义了一个final的老公，这个老公的职业和收入都是允许改变的，只是这个女人不会换老公而已。
2、关于空白final
final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。
另外，final变量定义的时候，可以先声明，而不给初值，这中变量也称为final空白，无论什么情况，编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化。但是，final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性，为此，一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同，却有保持其恒定不变的特征。
public class FinalTest {
final int p;
final int q=3;
FinalTest(){
p=1;
}
FinalTest(int i){
p=i;//可以赋值，相当于直接定义p
q=i;//不能为一个final变量赋值
}
}
3、final内存分配
刚提到了内嵌机制，现在详细展开。
要知道调用一个函数除了函数本身的执行时间之外，还需要额外的时间去寻找这个函数（类内部有一个函数签名和函数地址的映射表）。所以减少函数调用次数就等于降低了性能消耗。
final修饰的函数会被编译器优化，优化的结果是减少了函数调用的次数。如何实现的，举个例子给你看：
public class Test{
final void func(){System.out.println("g");};
public void main(String[] args){
for(int j=0;j<1000;j++)
func();
}}
经过编译器优化之后，这个类变成了相当于这样写：
public class Test{
final void func(){System.out.println("g");};
public void main(String[] args){
for(int j=0;j<1000;j++)
{System.out.println("g");}
}}
看出来区别了吧？编译器直接将func的函数体内嵌到了调用函数的地方，这样的结果是节省了1000次函数调用，当然编译器处理成字节码，只是我们可以想象成这样，看个明白。
不过，当函数体太长的话，用final可能适得其反，因为经过编译器内嵌之后代码长度大大增加，于是就增加了jvm解释字节码的时间。
在使用final修饰方法的时候，编译器会将被final修饰过的方法插入到调用者代码处，提高运行速度和效率，但被final修饰的方法体不能过大，编译器可能会放弃内联，但究竟多大的方法会放弃，我还没有做测试来计算过。
本文是通过两个疑问来继续阐述的：
1、使用final修饰方法会提高速度和效率吗；
见下面的测试代码，我会执行五次：
- public class Test
- {
- public static void getJava()
- {
- String str1 = "Java ";
- String str2 = "final ";
- for (int i = 0; i < 10000; i++)
- {
- str1 += str2;
- }
- }
- public static final void getJava_Final()
- {
- String str1 = "Java ";
- String str2 = "final ";
- for (int i = 0; i < 10000; i++)
- {
- str1 += str2;
- }
- }
- public static void main(String[] args)
- {
- long start = System.currentTimeMillis();
- getJava();
- System.out.println("调用不带final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");
- start = System.currentTimeMillis();
- String str1 = "Java ";
- String str2 = "final ";
- for (int i = 0; i < 10000; i++)
- {
- str1 += str2;
- }
- System.out.println("正常的执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");
- start = System.currentTimeMillis();
- getJava_Final();
- System.out.println("调用final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");
- }
- }
- public class Test { public static void getJava() { String str1 = "Java "; String str2 = "final "; for (int i = 0; i < 10000; i++) { str1 += str2; } } public static final void getJava_Final() { String str1 = "Java "; String str2 = "final "; for (int i = 0; i < 10000; i++) { str1 += str2; } } public static void main(String[] args) { long start = System.currentTimeMillis(); getJava(); System.out.println("调用不带final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间"); start = System.currentTimeMillis(); String str1 = "Java "; String str2 = "final "; for (int i = 0; i < 10000; i++) { str1 += str2; } System.out.println("正常的执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间"); start = System.currentTimeMillis(); getJava_Final(); System.out.println("调用final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间"); } }
public class Test { public static void getJava() { String str1 = "Java "; String str2 = "final "; for (int i = 0; i < 10000; i++) { str1 += str2; } } public static final void getJava_Final() { String str1 = "Java "; String str2 = "final "; for (int i = 0; i < 10000; i++) { str1 += str2; } } public static void main(String[] args) { long start = System.currentTimeMillis(); getJava(); System.out.println("调用不带final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间"); start = System.currentTimeMillis(); String str1 = "Java "; String str2 = "final "; for (int i = 0; i < 10000; i++) { str1 += str2; } System.out.println("正常的执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间"); start = System.currentTimeMillis(); getJava_Final(); System.out.println("调用final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间"); } }
结果为：
第一次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1732毫秒时间
正常的执行时间为:1498毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1593毫秒时间
第二次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1217毫秒时间
正常的执行时间为:1031毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1124毫秒时间
第三次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1154毫秒时间
正常的执行时间为:1140毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1202毫秒时间
第四次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1139毫秒时间
正常的执行时间为:999毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1092毫秒时间
第五次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1186毫秒时间
正常的执行时间为:1030毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1109毫秒时间
由以上运行结果不难看出，执行最快的是“正常的执行”即代码直接编写，而使用final修饰的方法，不像有些书上或者文章上所说的那样，速度与效率与“正常的执行”无异，而是位于第二位，最差的是调用不加final修饰的方法。
观点：加了比不加好一点。
1、使用final修饰变量会让变量的值不能被改变吗；
见代码：
- public class Final
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- Color.color[3] = "white";
- for (String color : Color.color)
- System.out.print(color+" ");
- }
- }
- class Color
- {
- public static final String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" };
- }
- public class Final { public static void main(String[] args) { Color.color[3] = "white"; for (String color : Color.color) System.out.print(color+" "); } } class Color { public static final String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" }; }
public class Final { public static void main(String[] args) { Color.color[3] = "white"; for (String color : Color.color) System.out.print(color+" "); } } class Color { public static final String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" }; }
执行结果：
red blue yellow white
看！，黑色变成了白色。
在使用findbugs插件时，就会提示public static String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" };这行代码不安全，但加上final修饰，这行代码仍然是不安全的，因为final没有做到保证变量的值不会被修改！原因是：final关键字只能保证变量本身不能被赋与新值，而不能保证变量的内部结构不被修改。例如在main方法有如下代码Color.color = new String[]{""};就会报错了。那可能有的同学就会问了，加上final关键字不能保证数组不会被外部修改，那有什么方法能够保证呢？答案就是降低访问级别，把数组设为private。这样的话，就解决了数组在外部被修改的不安全性，但也产生了另一个问题，那就是这个数组要被外部使用的。
解决这个问题见代码：
- import java.util.AbstractList;
- import java.util.List;
- public class Final
- {
- public static void main(String[] args)
- {
- for (String color : Color.color)
- System.out.print(color + " ");
- Color.color.set(3, "white");
- }
- }
- class Color
- {
- private static String[] _color = { "red", "blue", "yellow", "black" };
- public static List
color = new AbstractList() - {
- @Override
- public String get(int index)
- {
- return _color[index];
- }
- @Override
- public String set(int index, String value)
- {
- throw new RuntimeException("为了代码安全,不能修改数组");
- }
- @Override
- public int size()
- {
- return _color.length;
- }
- };
- import java.util.AbstractList; import java.util.List; public class Final { public static void main(String[] args) { for (String color : Color.color) System.out.print(color + " "); Color.color.set(3, "white"); } } class Color { private static String[] _color = { "red", "blue", "yellow", "black" }; public static List
color = new AbstractList() { @Override public String get(int index) { return _color[index]; } @Override public String set(int index, String value) { throw new RuntimeException("为了代码安全,不能修改数组"); } @Override public int size() { return _color.length; } };
import java.util.AbstractList; import java.util.List; public class Final { public static void main(String[] args) { for (String color : Color.color) System.out.print(color + " "); Color.color.set(3, "white"); } } class Color { private static String[] _color = { "red", "blue", "yellow", "black" }; public static List color = new AbstractList() { @Override public String get(int index) { return _color[index]; } @Override public String set(int index, String value) { throw new RuntimeException("为了代码安全,不能修改数组"); } @Override public int size() { return _color.length; } };
}这样就OK了，既保证了代码安全，又能让数组中的元素被访问了。