详解java Final关键字

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　　常用用法

　　java中final关键字大家经常使用。final可以用于声明字段、方法和类。final声明字段时，若为基本类型，表示该变量值初始化后不再改变;若为引用类型，则表示引用不可变，但引用所指向的对象是可以改变的。final声明方法时表示方法不可覆写(常用来限制子类不可以改写父类中方法)。final声明类时，表示类不可继承，如String类就是final的，你不能继承它。

　　final字段的详细语义与普通字段稍有不同。尤其是，编译器有很大的自由，能将对final字段的读操作移到同步屏障之外，然后调用任意或未知的方法。同样，也允许编译器将final字段的值保存到寄存器，在非final字段需要重新加载的那些地方，final字段无需重新加载。另外，将对象声明为不可变的，则可实现并发访问，即final可提供一种非同步状态下 轻量级的 线程安全方法。

　　详细语义

　　final字段语义有以下几个目标：

　　1、final字段的值不会变化。编译器不应该因为获得了一个锁，读取了一个volatile变量或调用了一个未知方法，而重新加载一个final字段。

　　2、一个对象，仅包含final字段且在构建期间没有对其他线程可见，应当视作不可变的，即使这类对象的引用在线程间传递时存在数据争用。

　　3、将字段 f 设为final，在读取 f 时应当利用最小的编译器/架构代价。

　　4、该语义必须支持诸如反序列化等场景，在这种情况下，一个对象的final字段会在该对象构建完成后改变。解释第二条语义之前，先说一下什么叫对象逸出。当某个不该被发布的对象被发布时即为逸出。如下示例：

　　public class FinalReferenceEscapeExample {

　　final int i;

　　static FinalReferenceEscapeExample obj;

　　public FinalReferenceEscapeExample () {

　　i = 1; //1写final域

　　obj = this; //2 this引用在此“逸出”，对象尚未构造完成时外部便可访问，此时的final字段是不安全的。

　　}

　　public static void writer() {

　　new FinalReferenceEscapeExample ();

　　}

　　public static void reader {

　　if (obj != null) { //3

　　int temp = obj.i; //4

　　}

　　}

　　}

　　第二条中的构建期间没有对其它线程可见 一般即指正确的发布对象，也就是发布期间对象不可逸出。关于第3条，先说说对于final字段编译器和处理器应该遵守的重排序规则

　　a、读final字段的重排序规则：

　　在一个线程中，初次读对象引用与初次读该对象包含的final域，JMM禁止处理器重排序这两个操作(注意，这个规则仅仅针对处理器)。编译器会在读final域操作的前面插入一个LoadLoad屏障。

　　初次读对象引用与初次读该对象包含的final域，这两个操作之间存在间接依赖关系。由于编译器遵守间接依赖关系，因此编译器不会重排序这两个操作。大多数处理器也会遵守间接依赖，大多数处理器也不会重排序这两个操作。但有少数处理器允许对存在间接依赖关系的操作做重排序(比如alpha处理器)，这个规则就是专门用来针对这种处理器。

　　b、写final字段重排序规则：

　　JMM禁止编译器把final域的写重排序到构造函数之外。

　　编译器会在final域的写之后，构造函数return之前，插入一个StoreStore屏障。这个屏障禁止处理器把final域的写重排序到构造函数之外。

　　写final字段的重排序规则可以确保：在对象引用为任意线程可见之前，对象的final字段已经被正确初始化过了，而普通字段不具有这个保障。

　　如果final字段是引用类型，则写final字段的重排序规则增加了以下约束：

　　在构造函数内对一个final引用的对象的成员域的写入，与随后在构造函数外把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量，这两个操作之间不能重排序。

　　public class FinalReferenceExample {

　　final int[] intArray; //final是引用类型

　　static FinalReferenceExample obj;

　　public FinalReferenceExample () { //构造函数

　　intArray = new int[1]; //1

　　intArray[0] = 1; //2

　　}

　　public static void writerOne () { //写线程A执行

　　obj = new FinalReferenceExample (); //3

　　}

　　public static void writerTwo () { //写线程B执行

　　obj.intArray[0] = 2; //4

　　}

　　public static void reader () { //读线程C执行

　　if (obj != null) { //5

　　int temp1 = obj.intArray[0]; //6

　　}

　　}

　　}

　　对上面的示例程序，我们假设首先线程A执行writerOne()方法，执行完后线程B执行writerTwo()方法，执行完后线程C执行reader ()。JMM可以确保读线程C至少能看到写线程A在构造函数中对final引用对象的成员域的写入。即C至少能看到数组下标0的值为1。而写线程B对数组元素的写入，读线程C可能看的到，也可能看不到。JMM不保证线程B的写入对读线程C可见，因为写线程B和读线程C之间存在数据竞争，此时的执行结果不可预知。

　　上面我们提到，写final域的重排序规则会要求译编器在final域的写之后，构造函数return之前，插入一个StoreStore障屏。读final域的重排序规则要求编译器在读final域的操作前面插入一个LoadLoad屏障。由于x86处理器不会对写-写操作做重排序，所以在x86处理器中，写final域需要的StoreStore障屏会被省略掉。同样，由于x86处理器不会对存在间接依赖关系的操作做重排序，所以在x86处理器中，读final域需要的LoadLoad屏障也会被省略掉。也就是说在x86处理器中，final域的读/写不会插入任何内存屏障!再说说上面的第4条，在有些时候(如反序列化)，系统需要在对象创建完之后修改对象的final字段值。final字段可以通过反射和其他依赖于实现的方式来修改。这种情况唯一存在合理语义的场景是，对象被创建，然后其final字段被更新。在该对象的final字段的所有更新完成之前，该对象不应该对其他线程可见，且final字段也不应该被读取。在设置final的构造器结束时，以及通过反射或其他机制一修改完final字段，final字段就被冻结了。