Java核心技术----final、finally、 finalize的区别

1.概述

(1)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)。

  • 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。
  • 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。
  • 利用 final 可能有助于 JVM 将方法进行内联,可以改善编译器进行条件编译的能力等等,很多类似的结论都是基于假设得出的,比如现代高性能 JVM(如 HotSpot)判断内联未必依赖 final 的提示,所以, final 字段对性能的影响,大部分情况下,并没有考虑的必要。

(2)finally: 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 try-catch-finally 来进行类似关闭 JDBC 连接、保证 unlock 锁等动作。

  • 不要在 finally 中使用 return 语句 , 尽量不用break,continue
  • finally 总是执行,除非程序或者线程被中断, 即在之前执行了System.exit(0)。。

(3)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。
由于无法保证 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, 所以不推荐使用。


2.具体分析

(1)final 并不等同于 immutable

(a)当final修饰对象时,那么这个对象的引用不能变,但是值是不可以变的。

 final List<String> strList = new ArrayList<>();
 strList.add("Hello");
 strList.add("world");  
 List<String> unmodifiableStrList = List.of("hello", "world"); //jdk8新特性
 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。
    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。

(b)Immutable 在很多场景是非常棒的选择, 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
  • 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 (深拷贝一个对象, 这个对象必须要实现Cloneable接口,实现clone方法,并且在clone方法内部,把该对象引用的其他对象也要clone一份 , 这就要求这个被引用的对象必须也要实现Cloneable接口并且实现clone方法)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 (在并发访问的情景下,当需要修改JAVA中Containers的元素时,不直接修改该容器,而是先复制一份副本,在副本上进行修改。修改完成之后,将指向原来容器的引用指向新的容器(副本容器)),创建私有的 copy。

(2)finalize为什么不推荐使用

(a)finalize 的执行是和垃圾收集关联在一起的,一旦实现了非空的 finalize 方法,就会导致相应对象回收呈现数量级上的变慢,有人专门做过 benchmark,大概是 40~50 倍的下降。

  • 因为,finalize 被设计成在对象被垃圾收集前调用,这就意味着实现了 finalize 方法的对象是个“特殊公民”,JVM 要对它进行额外处理。finalize 本质上成为了快速回收的阻碍者,可能导致你的对象经过多个垃圾收集周期才能被回收。
  • 如果用 System.runFinalization​() 让JVM 积极一点,也许有点用,但是问题在于,这还是不可预测、不能保证的,所以本质上还是不能指望。实践中,因为 finalize 拖慢垃圾收集,导致大量对象堆积,也是一种典型的导致 OOM 的原因。

因此,我们需要遵循一个原则: 资源用完即显式释放,或者利用资源池来尽量重用。

(b)finalize 还会掩盖资源回收时的出错信息, 分析以下代码, 发现这里的Throwable 是被生吞了的!也就意味着一旦出现异常或者出错,你得不到任何有效信息。况且,Java 在 finalize 阶段也没有好的方式处理任何信息,不然更加不可预测。

private void runFinalizer(JavaLangAccess jla) {
 //  ... 省略部分代码
 try {
    Object finalizee = this.get(); 
    if (finalizee != null && !(finalizee instanceof java.lang.Enum)) {
       jla.invokeFinalize(finalizee);
       // Clear stack slot containing this variable, to decrease
       // the chances of false retention with a conservative GC
       finalizee = null;
    }
  } catch (Throwable x) { }
    super.clear(); 
 }

(3)替换 finalize的机制

java 平台目前在逐步使用 java.lang.ref.Cleaner 来替换掉原有的 finalize 实现。

  • Cleaner 的实现利用了幻象引用(PhantomReference),这是一种常见的所谓 post-mortem 清理机制。利用幻象引用和引用队列,我们可以保证对象被彻底销毁前做一些类似资源回收的工作,比如关闭文件描述符(操作系统有限的资源),它比 finalize 更加轻量、更加可靠。吸取了 finalize 里的教训,每个 Cleaner 的操作都是独立的,它有自己的运行线程,所以可以避免意外死锁等问题。示例如下:
   public class CleaningExample implements AutoCloseable { //jdk1.7
        // A cleaner, preferably one shared within a library
        private static final Cleaner cleaner = <cleaner>;
        static class State implements Runnable { 
            State(...) {
                // initialize State needed for cleaning action
            }
            public void run() {
                // cleanup action accessing State, executed at most once
            }
        }
        private final State;
        private final Cleaner.Cleanable cleanable
        public CleaningExample() {
            this.state = new State(...);
            this.cleanable = cleaner.register(this, state);
        }
        public void close() {
            cleanable.clean();
        }
    }
  • 从可预测性的角度来判断,Cleaner 或者幻象引用改善的程度仍然是有限的,如果由于种种原因导致幻象引用堆积,同样会出现问题。所以,Cleaner 适合作为一种最后的保证手段,而不是完全依赖 Cleaner 进行资源回收,不然我们就要再做一遍 finalize 的噩梦了。
  • 上面的示例代码中,将 State 定义为 static,就是为了避免普通的内部类隐含着对外部对象的强引用,因为那样会使外部对象无法进入幻象可达的状态。

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转载自blog.csdn.net/qq_20160723/article/details/80387841
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