分别讲讲 final，static，synchronized

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在 Java 中，final、static 和 synchronized 是三个非常重要的修饰符，它们在类、方法和变量的声明中具有不同的语义和用途。以下是它们的详细解释：

1. final

final 是一个修饰符，用于表示“不可变”或“最终”的概念。它可以修饰类、方法和变量。

1.1 修饰类

语义：被 final 修饰的类不能被继承。
用途：
- 防止类被继承，确保类的实现不会被改变。
- 常用于工具类或不可变类（如 String）。

示例：

java复制

public final class UtilityClass {
    public static void doSomething() {
        System.out.println("This is a utility method.");
    }
}

UtilityClass 不能被继承。

1.2 修饰方法

语义：被 final 修饰的方法不能被子类覆盖（override）。
用途：
- 防止方法被覆盖，确保子类不会改变父类方法的实现。
- 常用于核心逻辑或安全相关的代码。

示例：

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public class Parent {
    public final void print() {
        System.out.println("This is a final method.");
    }
}

public class Child extends Parent {
    // 无法覆盖 print() 方法
}

1.3 修饰变量

语义：
- 被 final 修饰的变量必须在声明时或构造方法中初始化，并且一旦初始化后不能被修改。
- 如果修饰引用类型变量，变量的引用不能改变，但对象的内容可以改变。
用途：
- 用于定义常量（如 final int MAX = 100;）。
- 用于线程安全，确保变量的值不会被意外修改。

示例：

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public class Example {
    private final int MAX = 100; // 常量
    private final List<String> list = new ArrayList<>();

    public Example() {
        list.add("Java"); // 可以修改对象内容
    }

    public void modifyList() {
        list.add("Android"); // 可以修改对象内容
        // list = new ArrayList<>(); // 错误，不能重新赋值
    }
}

2. static

static 是一个修饰符，用于表示“静态”的概念。它可以修饰变量、方法和代码块。

2.1 修饰变量

语义：static 变量属于类本身，而不是类的实例。
用途：
- 用于共享数据，所有实例共享同一个变量。
- 常用于工具类中的常量或全局变量。

示例：

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public class Counter {
    private static int count = 0;

    public Counter() {
        count++;
    }

    public static int getCount() {
        return count;
    }
}

每次创建 Counter 实例时，count 会递增。

2.2 修饰方法

语义：static 方法属于类本身，而不是类的实例。
用途：
- 可以直接通过类名调用，无需实例化。
- 常用于工具方法。
限制：
- 不能访问非静态成员变量或方法（因为它们需要实例）。

示例：

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public class MathUtils {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int result = MathUtils.add(5, 3); // 直接调用静态方法
        System.out.println(result);
    }
}

2.3 修饰代码块

语义：static 代码块在类加载时执行一次。
用途：
- 用于初始化静态变量。
- 常用于加载资源或初始化配置。

示例：

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public class Config {
    private static String configPath;

    static {
        configPath = "/path/to/config";
        System.out.println("Config path initialized: " + configPath);
    }
}

3. synchronized

synchronized 是一个修饰符，用于实现线程同步，确保在多线程环境中，某个代码块或方法在同一时刻只能被一个线程访问。

3.1 修饰方法

语义：synchronized 方法在执行时会锁定当前对象（实例方法）或当前类（静态方法）。
用途：
- 防止多个线程同时访问共享资源，避免数据竞争。

示例：

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public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

increment() 和 getCount() 方法是线程安全的。

3.2 修饰代码块

语义：synchronized 代码块可以锁定一个对象或类，比同步方法更细粒度。
用途：
- 提高性能，减少锁的范围。

示例：

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public class Counter {
    private int count = 0;

    public void increment() {
        synchronized (this) { // 锁定当前对象
            count++;
        }
    }

    public int getCount() {
        synchronized (Counter.class) { // 锁定当前类
            return count;
        }
    }
}

3.3 锁对象

synchronized 可以锁定任意对象，但必须确保所有线程使用相同的锁对象。

示例：

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public class SharedResource {
    private final Object lock = new Object();

    public void update() {
        synchronized (lock) { // 锁定 lock 对象
            // 更新共享资源
        }
    }
}