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日志

 
 

java 面试题 final finally finalize   

2008-09-10 13:09:20|  分类: java |  标签: |举报 |字号 订阅

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关键字:
作者:臧圩人(zangweiren)
网址:http://zangweiren.javaeye.com

>>>转载请注明出处!<<<

finalfinally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。finalfinally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。

final关键字

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。

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. final变量可以在初始化块中初始化,不可以在静态初始化块中初始化。
  3. 静态final变量可以在静态初始化块中初始化,不可以在初始化块中初始化。
  4. final变量还可以在类的构造器中初始化,但是静态final变量不可以。

通过下面的代码可以验证以上的观点:
Java代码 复制代码
  1. public class <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>Test {   
  2.     // 在定义时初始化   
  3.     public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int A = 10;   
  4.   
  5.     public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int B;   
  6.     // 在初始化块中初始化   
  7.     {   
  8.         B = 20;   
  9.     }   
  10.   
  11.     // 非静态<SPAN class=hilite2>final</SPAN>变量不能在静态初始化块中初始化   
  12.     // public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int C;   
  13.     // static {   
  14.     // C = 30;   
  15.     // }   
  16.   
  17.     // 静态常量,在定义时初始化   
  18.     public static <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int STATIC_D = 40;   
  19.   
  20.     public static <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int STATIC_E;   
  21.     // 静态常量,在静态初始化块中初始化   
  22.     static {   
  23.         STATIC_E = 50;   
  24.     }   
  25.   
  26.     // 静态变量不能在初始化块中初始化   
  27.     // public static <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int STATIC_F;   
  28.     // {   
  29.     // STATIC_F = 60;   
  30.     // }   
  31.   
  32.     public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int G;   
  33.   
  34.     // 静态<SPAN class=hilite2>final</SPAN>变量不可以在构造器中初始化   
  35.     // public static <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int STATIC_H;   
  36.   
  37.     // 在构造器中初始化   
  38.     public <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>Test() {   
  39.         G = 70;   
  40.         // 静态<SPAN class=hilite2>final</SPAN>变量不可以在构造器中初始化   
  41.         // STATIC_H = 80;   
  42.   
  43.         // 给<SPAN class=hilite2>final</SPAN>的变量第二次赋值时,编译会报错   
  44.         // A = 99;   
  45.         // STATIC_D = 99;   
  46.     }   
  47.   
  48.     // <SPAN class=hilite2>final</SPAN>变量未被初始化,编译时就会报错   
  49.     // public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int I;   
  50.   
  51.     // 静态<SPAN class=hilite2>final</SPAN>变量未被初始化,编译时就会报错   
  52.     // public static <SPAN class=hilite2>final</SPAN> int STATIC_J;   
  53. }  
public class FinalTest {
 // 在定义时初始化
 public final int A = 10;

 public final int B;
 // 在初始化块中初始化
 {
  B = 20;
 }

 // 非静态final变量不能在静态初始化块中初始化
 // public final int C;
 // static {
 // C = 30;
 // }

 // 静态常量,在定义时初始化
 public static final int STATIC_D = 40;

 public static final int STATIC_E;
 // 静态常量,在静态初始化块中初始化
 static {
  STATIC_E = 50;
 }

 // 静态变量不能在初始化块中初始化
 // public static final int STATIC_F;
 // {
 // STATIC_F = 60;
 // }

 public final int G;

 // 静态final变量不可以在构造器中初始化
 // public static final int STATIC_H;

 // 在构造器中初始化
 public FinalTest() {
  G = 70;
  // 静态final变量不可以在构造器中初始化
  // STATIC_H = 80;

  // 给final的变量第二次赋值时,编译会报错
  // A = 99;
  // STATIC_D = 99;
 }

 // final变量未被初始化,编译时就会报错
 // public final int I;

 // 静态final变量未被初始化,编译时就会报错
 // public static final int STATIC_J;
}

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。

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。

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:
Java代码 复制代码
  1. class ParentClass {   
  2.     public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> void Test<SPAN class=hilite2>Final</SPAN>() {   
  3.         System.out.println("父类--这是一个<SPAN class=hilite2>final</SPAN>方法");   
  4.     }   
  5. }   
  6.   
  7. public class SubClass extends ParentClass {   
  8.     /**  
  9.      * 子类无法重写(override)父类的<SPAN class=hilite2>final</SPAN>方法,否则编译时会报错  
  10.      */  
  11.     // public void Test<SPAN class=hilite2>Final</SPAN>() {   
  12.     // System.out.println("子类--重写<SPAN class=hilite2>final</SPAN>方法");   
  13.     // }   
  14.        
  15.     public static void main(String[] args) {   
  16.         SubClass sc = new SubClass();   
  17.         sc.Test<SPAN class=hilite2>Final</SPAN>();   
  18.     }   
  19. }  
class ParentClass {
 public final void TestFinal() {
  System.out.println("父类--这是一个final方法");
 }
}

public class SubClass extends ParentClass {
 /**
  * 子类无法重写(override)父类的final方法,否则编译时会报错
  */
 // public void TestFinal() {
 // System.out.println("子类--重写final方法");
 // }
 
 public static void main(String[] args) {
  SubClass sc = new SubClass();
  sc.TestFinal();
 }
}

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。而由关键字abstract定义的抽象类含有必须由继承自它的子类重载实现的抽象方法,因此无法同时用final和abstract来修饰同一个类。同样的道理,final也不能用来修饰接口。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:
Java代码 复制代码
  1. public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> class <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>Test {   
  2.   
  3.     int i = 10;   
  4.   
  5.     public static void main(String[] args) {   
  6.         <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>Test ft = new <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>Test();   
  7.         ft.i = 99;   
  8.         System.out.println(ft.i);   
  9.     }   
  10. }  
public final class FinalTest {

 int i = 10;

 public static void main(String[] args) {
  FinalTest ft = new FinalTest();
  ft.i = 99;
  System.out.println(ft.i);
 }
}

运行上面的代码试试看,结果是99,而不是初始化时的10。

finally语句

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:
Java代码 复制代码
  1. public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> class <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest {   
  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.         } <SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly {   
  8.             System.out.println("执行了<SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly语句块");   
  9.         }   
  10.     }   
  11. }  
public final class FinallyTest {
 public static void main(String[] args) {
  try {
   throw new NullPointerException();
  } catch (NullPointerException e) {
   System.out.println("程序抛出了异常");
  } finally {
   System.out.println("执行了finally语句块");
  }
 }
}

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:
Java代码 复制代码
  1. public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> class <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest {   
  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.         } <SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly {   
  10.             System.out.println("执行了<SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly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.             } <SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly {   
  26.                 System.out.println("执行了<SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly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.             } <SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly {   
  42.                 System.out.println("执行了<SPAN class=hilite2>final</SPAN>ly语句");   
  43.             }   
  44.         }   
  45.     }   
  46.   
  47.     public static void main(String[] args) {   
  48.         <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest ft = new <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest();   
  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.   
  60. class ReturnClass {   
  61.     public ReturnClass() {   
  62.         System.out.println("执行了return语句");   
  63.     }   
  64. }  
public final class FinallyTest {

 // 测试return语句
 public ReturnClass testReturn() {
  try {
   return new ReturnClass();
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  } finally {
   System.out.println("执行了finally语句");
  }
  return null;
 }

 // 测试continue语句
 public void testContinue() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
   try {
    System.out.println(i);
    if (i == 1) {
     continue;
    }
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   } finally {
    System.out.println("执行了finally语句");
   }
  }
 }

 // 测试break语句
 public void testBreak() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
   try {
    System.out.println(i);
    if (i == 1) {
     break;
    }
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   } finally {
    System.out.println("执行了finally语句");
   }
  }
 }

 public static void main(String[] args) {
  FinallyTest ft = new FinallyTest();
  // 测试return语句
  ft.testReturn();
  System.out.println();
  // 测试continue语句
  ft.testContinue();
  System.out.println();
  // 测试break语句
  ft.testBreak();
 }
}

class ReturnClass {
 public ReturnClass() {
  System.out.println("执行了return语句");
 }
}

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。

finalize方法

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:
Java代码 复制代码
  1. protected void <SPAN class=hilite2>final</SPAN>ize() throws Throwable { }  
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:
Java代码 复制代码
  1. public <SPAN class=hilite2>final</SPAN> class <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest {   
  2.     // 重写<SPAN class=hilite2>final</SPAN>ize()方法   
  3.     protected void <SPAN class=hilite2>final</SPAN>ize() throws Throwable {   
  4.         System.out.println("执行了<SPAN class=hilite2>final</SPAN>ize()方法");   
  5.     }   
  6.   
  7.     public static void main(String[] args) {   
  8.         <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest ft = new <SPAN class=hilite2>Final</SPAN>lyTest();   
  9.         ft = null;   
  10.         System.gc();   
  11.     }   
  12. }  
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();  
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 run<SPAN class=hilite2>Final</SPAN>izersOnExit(boolean value) {   
  2.     //other code   
  3. }  
public static void runFinalizersOnExit(boolean value) {
 //other code
}

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finalfinally、finalize的用法区别已经很清楚了。
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