谈谈final、finally、 finalize有什么不同?

本文详细解析Java中final, finally, finalize关键字的用法与区别,包括final的不可变性、finally的异常处理机制及finalize的资源回收机制。探讨它们在并发编程、对象生命周期及垃圾收集等方面的应用。

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典型回答

final 可以用来修饰类、方法、变量,分别有不同的意义,final 修饰的 class 代表不可以继承扩
展,final 的变量是不可以修改的,而 final 的方法也是不可以重写的(override)。
finally 则是 Java 保证重点代码一定要被执行的一种机制。我们可以使用 try-finally 或者 trycatch-finally
来进行类似关闭 JDBC 连接、保证 unlock 锁等动作。
finalize 是基础类 java.lang.Object 的一个方法,它的设计目的是保证对象在被垃圾收集前完成
特定资源的回收。finalize 机制现在已经不推荐使用,并且在 JDK 9 开始被标记为
deprecated(不赞成、反对)。
finalize()是Object的protected方法,子类可以覆盖该方法以实现资源清理工作,GC在回收对象之前调用该方法。

考点分析

这是一个非常经典的 Java 基础问题,我上面的回答主要是从语法和使用实践角度出发的,其实
还有很多方面可以深入探讨,面试官还可以考察你对性能、并发、对象生命周期或垃圾收集基本
过程等方面的理解。
推荐使用 final 关键字来明确表示我们代码的语义、逻辑意图,这已经被证明在很多场景下是非
常好的实践,比如:

  • 我们可以将方法或者类声明为 final,这样就可以明确告知别人,这些行为是不许修改的。 如果你关注过 Java 核心类库的定义或源码,有没有发现 java.lang 包下面的很多类,相当一部 分都被声明成为 final class?在第三方类库的一些基础类中同样如此,这可以有效避免 API 使 用者更改基础功能,某种程度上,这是保证平台安全的必要手段。
  • 使用 final 修饰参数或者变量,也可以清楚地避免意外赋值导致的编程错误,甚至,有人明确 推荐将所有方法参数、本地变量、成员变量声明成
  • final。 final 变量产生了某种程度的不可变(immutable)的效果,所以,可以用于保护只读数据,
    尤其是在并发编程中,因为明确地不能再赋值 final 变量,有利于减少额外的同步开销,也可 以省去一些防御性拷贝的必要。

对于 finally,明确知道怎么使用就足够了。需要关闭的连接等资源,更推荐使用 Java 7 中添加
的 try-with-resources 语句,因为通常 Java 平台能够更好地处理异常情况,编码量也要少很
多,何乐而不为呢。
列几个 fianlly 不会被执行的情况:

  • try-cach 异常退出。

     try{
     	system.exit(1)
     }finally{
     	print(abc)
     }	
    
  • 无限循环

     try{
    	 while(ture){
    	 print(abc)
     }
    	 }finally{
         print(abc)
     }
    
  • 线程被杀死
    当执行 try,finally 的线程被杀死时。finally 也无法执行。

  • 不要在 finally 中使用 return 语句。 finally 总是执行,除非程序或者线程被中断。

对于 finalize,我们要明确它是不推荐使用的,业界实践一再证明它不是个好的办法,在 Java 9中,甚至明确将 Object.finalize() 标记为 deprecated!如果没有特别的原因,不要实现finalize 方法,也不要指望利用它来进行资源回收。为什么呢?简单说,你无法保证 finalize 什么时候执行,执行的是否符合预期。使用不当会影响性能,导致程序死锁、挂起等。

知识扩展

  1. 注意,final 不是 immutable! 我在前面介绍了 final 在实践中的益处,需要注意的是,final 并不等同于
    immutable,比如下 面这段代码:

    final List<String> strList = new ArrayList<>();
    strList.add("Hello");
    strList.add("world");
    List<String> unmodifiableStrList = List.of("hello", "world");
    unmodifiableStrList.add("again");
    

final 只能约束 strList 这个引用不可以被赋值,但是 strList 对象行为不被 final 影响,添加元素等操作是完全正常的。如果我们真的希望对象本身是不可变的,那么需要相应的类支持不可变的行为。在上面这个例子中,List.of 方法创建的本身就是不可变 List,最后那句 add 是会在运行时抛出异常的。

Immutable 在很多场景是非常棒的选择,某种意义上说,Java 语言目前并没有原生的不可变支持,如果要实现 immutable 的类,我们需要做到:

  • 将 class 自身声明为 final,这样别人就不能扩展来绕过限制了。
  • 将所有成员变量定义为 private 和final,并且不要实现 setter 方法。
  • 通常构造对象时,成员变量使用深度拷贝来初始化,而不是直接赋值,这是一种防御措施,因为你无法确定输入对象不被其他人修改。
  • 如果确实需要实现 getter 方法,或者其他可能会返回内部状态的方法,使用copy-on-write 原则,创建私有的 copy。
    这些原则是不是在并发编程实践中经常被提到?的确如此。
    关于setter/getter 方法,很多人喜欢直接用 IDE 一次全部生成,建议最好是你确定有需要时再 实现。
### finalfinallyfinalize 的区别 #### 1. **final** - **定义**: - `final` 是一个修饰符,可用于类、方法和变量。一旦声明为 `final`,其值或行为不能再改变[^1]。 - **修饰类**: - 当 `final` 修饰一个类时,表示这个类不能被继承。任何尝试对该类进行子类化的操作都会导致编译错误[^2]。 - **修饰方法**: - 当 `final` 修饰一个方法时,表示该方法不能在子类中被重写。这通常用于防止子类更改父类的核心逻辑[^3]。 - **修饰变量**: - 当 `final` 修饰一个变量时,表示该变量的值一旦初始化就不能再改变。如果变量是基本数据类型,则其值不可变;如果是引用类型,则该引用所指向的对象地址不可变,但对象本身的内容仍可能发生变化[^4]。 - **示例代码**: ```java // final 类无法被继承 final class FinalClass {} // final 方法无法被重写 class Parent { final void show() { System.out.println("Parent Method"); } } class Child extends Parent { // 编译错误:无法覆盖 final 方法 void show() {} } // final 变量赋值后不可修改 public class TestFinal { private final int number = 10; public void changeNumber() { this.number = 20; // 编译错误:无法重新分配 final 变量 } } ``` --- #### 2. **finally** - **定义**: - `finally` 是一种异常处理机制的一部分,总是与 `try-catch` 结合使用。无论是否发生异常,`finally` 块中的代码总会被执行,除非 JVM 提前终止运行[^5]。 - **用途**: - 主要用于释放资源,比如关闭文件流、数据库连接等。即使程序抛出了未捕获的异常或者执行了 `return` 语句,`finally` 块仍然会执行[^1]。 - **示例代码**: ```java public class FinallyExample { public static void main(String[] args) { try { int result = divide(10, 0); System.out.println("Result: " + result); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("Error: Division by zero."); } finally { System.out.println("Finally block executed."); // 总会被执行 } } public static int divide(int a, int b) throws ArithmeticException { if (b == 0) throw new ArithmeticException(); return a / b; } } ``` --- #### 3. **finalize** - **定义**: - `finalize` 是 `Object` 类中的一个方法,在 Java 中所有的类都默认继承自 `Object`。当垃圾回收器准备回收某个对象之前,会自动调用该对象的 `finalize` 方法。 - **注意**: - 自 JDK 9 开始,官方已经不建议使用 `finalize` 方法,因为它的行为不确定且容易引发性能问题。现代编程实践中更倾向于显式管理资源而不是依赖于垃圾回收器的行为[^1]。 - **示例代码**: ```java public class FinalizeExample { @Override protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); System.out.println("Object is being garbage collected."); } public static void main(String[] args) { FinalizeExample obj = new FinalizeExample(); obj = null; // 让对象变为可回收状态 System.gc(); // 请求垃圾收集器清理无用对象 } } ``` --- ### 综合比较 | 特性 | final | finally | finalize | |--------------|--------------------------------|-------------------------------|-----------------------------| | **作用范围** | 类、方法、变量 | 异常处理 | 对象销毁 | | **目的** | 定义不变性 | 确保某些代码一定会执行 | 清理资源(已过时不推荐) | | **触发条件** | 显式声明 | `try-catch` 结构结束时 | 垃圾回收器决定 | ---
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