在Java中,final关键字可以用来修饰类、方法和变量(类变量和实例变量以及局部变量),在Java中做到了无孔不入,这些都是在语法层面的限制,在编译期就会限制住。其作用如下:
- final修饰的类:不能被继承
- final修饰的方法:不能被重写,但是可以重载
- final修饰的变量:不能被修改,如果修饰的是引用的时候,引用所指向的地址值不能修改,但是引用所指的对象内部变量值可以被修改。
final内存语义:但是final在多线程中的内存语义很多时候都会被忽略了,在Java中为了提高程序的运行效率,编译器和处理器都有可能会重排序。final在多线程中的内存语义如下:
- 在构造函数内对final域数据的写入,与随后把这个被构造的对象赋值一个引用之间,这两个操作之间是不允许重排序的。
- 在读一个对象引用与随后读对象final域数据之间,这两个操作之间是不允许重排序的。
public class FinalTest {
private int i;
private final int value;
static FinalTest object;
public FinalTest() {
i = 1;
value = 2;
}
public static void write() {
object = new FinalTest();
}
public static void read() {
FinalTest obj = object;//@1
System.out.println(obj.i);
System.out.println(obj.value);//@2
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread t1 = new Thread(() -> FinalTest.write());
Thread t2 = new Thread(() -> FinalTest.read());
t1.start();
t2.start();
Thread.sleep(10000);
}
}
以上面的例子来说:
- 对final写内存语义来说,FinalTest构造函数返回之前,final修饰的变量value已经被赋值了,value = 2操作在构造函数返回之前就已经完成赋值。实现方式是有2步:禁止编译器把final域的写重排序到构造函数之后,并且在final域写之后和构造函数返回之前的地方插入一个storestore内存屏障,这样就能禁止处理器在执行的时候重排序。
- 对final读内存语义来说,读对应引用操作和读对象final域数据操作,两者之间不能重排序。@1标记的操作总是在@2标记处的操作之前执行。实现方式也是2步:禁止编译器把读对象引用和读对象final域数据的两步操作进行重排序,并且在读final域操作的前面插入loadload内存屏障。
final域的重排序的作用:在引用变量为任意线程可见之前,引用变量指向的对象的final域已经在构造函数中被正确初始化了。这里有个前提就是:该对象是被正确构造的,在构造函数中没有发生逸出。
public class FinalOut {
final int value;
static FinalOut object;
public FinalOut() {
value = 1;
object = this;
}
public static void write() {
new FinalOut();
}
public static void read() {
if (object != null) {
System.out.println(object.value);
}
}
}
这里的构造函数中,就发生了this引用的逸出,这样的对象是没有被正确构造的,所以在这里final的内存语义是没有办法保证的。简单来说,只要对象被正确构造,没有发生对象this引用的逸出问题,那么不需要使用同步,就可以保证任意线程都能看到这个对象的final域在构造函数中被初始化的值。