谈使用final关键字

最新推荐文章于 2021-11-12 12:19:12 发布

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#Java #Google

本文通过实验对比了使用final关键字修饰方法对于程序性能的影响，并分析了final关键字在保证变量值不变方面的局限性及解决方案。

使用final关键字修饰类、方法和变量的作用大家都知道。不做过多介绍了，google搜索一下很多的。
在使用final修饰方法的时候，编译器会将被final修饰过的方法插入到调用者代码处，提高运行速度和效率，但被final修饰的方法体不能过大，编译器可能会放弃内联，但究竟多大的方法会放弃，我还没有做测试来计算过。

本文是通过两个疑问来继续阐述的：
1、使用final修饰方法会提高速度和效率吗；
见下面的测试代码，我会执行五次：

Java代码

public class Test
{
public static void getJava()
{
String str1 = "Java " ;
String str2 = "final " ;
for ( int i = 0 ; i < 10000 ; i++)
{
str1 += str2;
}
}
public static final void getJava_Final()
{
String str1 = "Java " ;
String str2 = "final " ;
for ( int i = 0 ; i < 10000 ; i++)
{
str1 += str2;
}
}
public static void main(String[] args)
{
long start = System.currentTimeMillis();
getJava();
System.out.println("调用不带final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间" );
start = System.currentTimeMillis();
String str1 = "Java " ;
String str2 = "final " ;
for ( int i = 0 ; i < 10000 ; i++)
{
str1 += str2;
}
System.out.println("正常的执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间" );
start = System.currentTimeMillis();
getJava_Final();
System.out.println("调用final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间" );
}
}

public class Test {  public static void getJava()  {   String str1 = "Java ";   String str2 = "final ";   for (int i = 0; i < 10000; i++)   {    str1 += str2;   }  }  public static final void getJava_Final()  {   String str1 = "Java ";   String str2 = "final ";   for (int i = 0; i < 10000; i++)   {    str1 += str2;   }  }  public static void main(String[] args)  {   long start = System.currentTimeMillis();   getJava();   System.out.println("调用不带final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");   start = System.currentTimeMillis();   String str1 = "Java ";   String str2 = "final ";   for (int i = 0; i < 10000; i++)   {    str1 += str2;   }   System.out.println("正常的执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");   start = System.currentTimeMillis();   getJava_Final();   System.out.println("调用final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");  } }

结果为：
第一次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1732毫秒时间
正常的执行时间为:1498毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1593毫秒时间
第二次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1217毫秒时间
正常的执行时间为:1031毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1124毫秒时间
第三次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1154毫秒时间
正常的执行时间为:1140毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1202毫秒时间
第四次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1139毫秒时间
正常的执行时间为:999毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1092毫秒时间
第五次：
调用不带final修饰的方法执行时间为:1186毫秒时间
正常的执行时间为:1030毫秒时间
调用final修饰的方法执行时间为:1109毫秒时间

由以上运行结果不难看出，执行最快的是“正常的执行”即代码直接编写，而使用final修饰的方法，不像有些书上或者文章上所说的那样，速度与效率与“正常的执行”无异，而是位于第二位，最差的是调用不加final修饰的方法。
观点：加了比不加好一点。

1、使用final修饰变量会让变量的值不能被改变吗；
见代码：

Java代码

public class Final
{
public static void main(String[] args)
{
Color.color[3 ] = "white" ;
for (String color : Color.color)
System.out.print(color+" " );
}
}
class Color
{
public static final String[] color = { "red" , "blue" , "yellow" , "black" };
}

public class Final {  public static void main(String[] args)  {   Color.color[3] = "white";   for (String color : Color.color)    System.out.print(color+" ");  } }  class Color {  public static final String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" }; }

执行结果：
red blue yellow white
看！，黑色变成了白色。
在使用findbugs插件时，就会提示public static String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" };这行代码不安全，但加上final修饰，这行代码仍然是不安全的，因为final没有做到保证变量的值不会被修改！原因是：final关键字只能保证变量本身不能被赋与新值，而不能保证变量的内部结构不被修改。例如在main方法有如下代码Color.color = new String[]{""};就会报错了。那可能有的同学就会问了，加上final关键字不能保证数组不会被外部修改，那有什么方法能够保证呢？答案就是降低访问级别，把数组设为private。这样的话，就解决了数组在外部被修改的不安全性，但也产生了另一个问题，那就是这个数组要被外部使用的。
解决这个问题见代码：

Java代码

import java.util.AbstractList;
import java.util.List;
public class Final
{
public static void main(String[] args)
{
for (String color : Color.color)
System.out.print(color + " " );
Color.color.set(3 , "white" );
}
}
class Color
{
private static String[] _color = { "red" , "blue" , "yellow" , "black" };
public static List<String> color = new AbstractList<String>()
{
@Override
public String get( int index)
{
return _color[index];
}
@Override
public String set( int index, String value)
{
throw new RuntimeException( "为了代码安全,不能修改数组" );
}
@Override
public int size()
{
return _color.length;
}
};

import java.util.AbstractList; import java.util.List;  public class Final {  public static void main(String[] args)  {   for (String color : Color.color)    System.out.print(color + " ");   Color.color.set(3, "white");  } }  class Color {  private static String[] _color = { "red", "blue", "yellow", "black" };  public static List<String> color = new AbstractList<String>()  {   @Override   public String get(int index)   {    return _color[index];   }   @Override   public String set(int index, String value)   {    throw new RuntimeException("为了代码安全,不能修改数组");   }   @Override   public int size()   {    return _color.length;   }  };

}这样就OK了，既保证了代码安全，又能让数组中的元素被访问了。