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Java基础(十一)：关键字final详解

news 2025/9/10 6:28:02

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Java基础(十一)：关键字final详解

一、final概述

final是Java中的一个修饰符，可以用来修饰类、方法和变量。它的核心含义是"不可改变的"
- final变量：一旦初始化就不能重新赋值
- final方法：不能被子类重写
- final类：不能被继承

二、final修饰变量

1、final基本类型变量

当final修饰基本类型变量时，该变量的值一旦被初始化后就不能再改变

final int MAX_VALUE = 100;
// MAX_VALUE = 200; // 编译错误，不能修改final变量的值

特点：

必须在声明时或构造方法/静态块中初始化
一旦赋值后不能再修改
对于基本类型，值本身不可变

2、final引用类型变量

当final修饰引用类型变量时，引用本身不可变（即不能指向其他对象），但对象的内容可以改变

final List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice"); // 允许，修改对象内容
// names = new ArrayList<>(); // 编译错误，不能改变引用

特点：

引用不可变 ≠ 对象不可变
final只保证引用不变，不保证被引用对象的内容不变

3、final变量的初始化时机

对于实例变量：可以在声明时、构造代码块或构造方法中初始化
对于静态变量：可以在声明时或静态初始化块中初始化

public class Example {// 实例变量final int instanceVar1 = 10; // 声明时初始化final int instanceVar2;final int instanceVar3;{instanceVar2 = 20; // 实例初始化块（构造代码块）初始化}Example() {instanceVar3 = 30; // 构造方法中初始化}// 静态变量static final int STATIC_VAR1 = 10; // 声明时初始化static final int STATIC_VAR2;static {STATIC_VAR2 = 20; // 静态初始化块中初始化}
}

三、final修饰方法

当final修饰方法时，该方法不能被子类重写(override)

class Parent {public final void forbiddenMethod() {System.out.println("我不能被重写");}public void normalMethod() {System.out.println("我可以被重写");}
}class Child extends Parent {// @Override// public void forbiddenMethod() { } // 编译错误：不能重写final方法@Overridepublic void normalMethod() {System.out.println("父类方法被重写了");}
}

设计考虑：

防止子类修改关键方法：确保方法的行为不会被子类改变
- 常将框架中的关键方法声明为final
- 当不希望子类改变特定行为时使用
JVM可以对final方法进行内联优化：直接将方法体插入调用处，减少方法调用的开销

四、final修饰类

当final修饰类时，该类不能被继承

final class StringUtils {public static boolean isEmpty(String str) {return str == null || str.trim().isEmpty();}
}// class ExtendedUtils extends StringUtils { } // 编译错误：不能继承final类

常见的final类：

String
Integer
Double
Math
System

设计考虑：

不可变类：如String类，确保对象状态不会被改变
安全性：防止通过继承破坏类的安全性或不变性
设计意图：明确表示该类不应有子类
工具类：如Math，只包含静态方法，不需要实例化或继承

五、final修饰参数

public void process(final int param1, final List<String> param2) {// param1 = 10; // 编译错误// param2 = new ArrayList<>(); // 编译错误param2.add("value"); // 允许，修改对象内容
}

设计考虑：

防止方法内部意外修改参数引用
提高代码可读性，明确参数不应被重新赋值

六、final在并发编程中的应用

final字段在并发编程中非常重要，因为JVM保证final字段的初始化安全

class SafePublication {final int safeValue;int unsafeValue;public SafePublication(int value) {this.safeValue = value;    // 正确初始化this.unsafeValue = value;  // 可能发生重排序// 在构造函数返回后，safeValue对所有线程立即可见}public int getSafeValue() {return safeValue; // 总是能看到正确初始化的值}public int getUnsafeValue() {return unsafeValue; // 可能看到默认值0}
}