三、浅谈final、finally、finalize有什么不同

一、final可以用来修饰类、方法、变量。final修饰的类表示不能继承扩展,final的变量是不可以修改的,而final的方法也是不可以重写的。

  1. 我们可以将方法或者类声明为final,这样可以明确告知别人,这些行为是不能修改的。

  2. 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。

  3. final在Java内存模型中的语义规则:
    (1)在一个线程中,初次读对象引用与初次读该对象包含的final域,JVM禁止处理器重排序这两个操作(这个规则仅仅针对处理器)。编译器会在读final域之前插入一个LoadLoad屏障。
    (2)JVM禁止编译器把final域的写重排序到构造函数之外。写final字段的重排序规则可以确保,在对象引用为任意线程可见之前,对象的final字段已经正确初始化过了,而普通字段不具有这个保障。

  4. final修饰的变量在某种程度上产生了不可变的效果,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。
    但是final并不等于不可变,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这个引用不可以不赋值,但是strList对象行为不被final影响,添加元素等操作完全是正常的。如果我们希望对象本身是不可变的,那么需要相应的类支持支持不可变的行为。
实现一个不可变类的步骤有:
(1)将class声明为final,这样别人就不能通过扩展来绕开限制了。
(2)将所有成员变量定义为private和final,并且不要实现setter方法
(3)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。
(4)如果确实需要实现getter方法,或者其他可能返回内部状态的方法,使用copy-on-write原则,创建私有的copy。

  1. final也许会有性能好处,很多文章或者书籍都介绍了特定场景提高性能,比如,利用final可能有助于JVM将方法内联,可以改善编译器进行条件编译的能力等等。坦白说,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。final字段对性能的影响,大部分情况下并没有考虑的必要。在日常开发中,除非有特别的考虑,不然最好不要指望这种小技巧带来的所谓性能好处。

二、finally是保证Java重点代码一定要执行的一种机制。我们可以使用try-finally或者try-catch-finally来进行类似JDBC连接、保证解锁等动作。需要注意下面这种代码会输出什么内容。

   try {
         // do something
         System.exit(1);
     } finally{
         System.out.println("Print from finally");
     }

三、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JDK9中被标记为Deprecated。
finalize存在的问题:
(1)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,就会导致对象回收呈现数量级的变慢。因为finalize被设计成对象被垃圾回收之前调用,这就意味着实现了finalize方法的对象是个
"特殊公民",JVM要对他进行额外的处理。finalize本质上成为了快速回收的阻碍者,可能导致对象会经过多个垃圾收集周期才能回收。
(2)finalize还会掩盖资源回收时的出错信息,java.lang.ref.Finalizer类的源码如下所示,这就意味着一旦出现异常或者错误,应用得不到任何有效的错误信息。

    private void runFinalizer(JavaLangAccess jla) {
        synchronized (this) {
            if (hasBeenFinalized()) return;
            remove();
        }
        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)java.lang.Object#finalize方法注释写到,finalize方法引起的任何异常都会导致此对象的回收被停止,这可能会导致内存泄漏的问题。

     * Any exception thrown by the {@code finalize} method causes
     * the finalization of this object to be halted, but is otherwise
     * ignored.
     *
     * @throws Throwable the {@code Exception} raised by this method
     * @see java.lang.ref.WeakReference
     * @see java.lang.ref.PhantomReference
     * @jls 12.6 Finalization of Class Instances
     */
    protected void finalize() throws Throwable { }


(4)有什么机制可以替换finalize吗?
Java平台目前正在逐步使用java.lang.ref.Cleaner来替换掉原有的finalize实现。Cleaner的实现利用了幻想引用,这是一种常见的所谓post-mortem清理机制,利用幻想引用和引用队列,我们可以保证对象被彻底晓辉之前做一些类似于资源回收的工作,比如关闭文件描述符等操作系统有限的资源,它比finalize更加轻量、更加可靠。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。下面是JDK提供的样例程序:

public class CleaningExample implements AutoCloseable {
        // 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或者幻想引用改善的程度仍然是有限的,如果由于种种原因导致幻想引用堆积,同样会出现问题。所以,Cleaner适合作为最后一种保证手段,而不是完全依赖Cleaner进行资源回收。资源用完就显式释放才是比较安全的。

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