final的那些事儿

final作为java中基础常用的关键字，相信大家都很熟悉，大家都晓得final可以修饰类，方法和变量且具有以下特性：

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• final修饰类时，该类不可被继承
  
• final修饰方法时，该方法不可被重写
  
• final修饰变量时，如果该变量是基础数据类型，则只能赋值一次，如果该变量是对象类型，则其指向的地址只能赋值一次
  

那么除了这些就没有了吗？看以下问题：

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• 当匿名内部类引用函数中的局部变量时，局部变量是基础数据类型会怎样？对象类型会怎样？为什么需要final修饰？
  
• 当匿名内部类引用函数中的局部变量时，这个变量在堆上还是栈上？
  
• 当对象类型局部变量用final修饰后，如果被子线程持有，在子线程的属性值修改能被主线程感知吗？
  

如果这些问题你都晓得，那么恭喜你，不用继续往下看了。

当匿名内部类引用函数局部变量时，为什么需要final修饰?

内部类中不修改函数局部变量值

要验证该问题，我们先来简单编写一个内部类引用函数中局部变量的示例，代码如下：

 public interface Callback {

     void doWork();

 }

 

 public class FinalTest {

     public FinalTest() {

     }

 

     public void execute() {

         int variable = 10;

         setCallback(new Callback() {

             @Override

             public void doWork() {

                 System.out.println("method variable is:" + variable);

             }

         });

     }

 

     public void setCallback(Callback callback) {

 

     }

 }

 

 public class Main {

     public static void main(String[] args) {

         FinalTest finalTest  = new FinalTest();

         finalTest.execute();

     }

 }

可以看到在上述代码中，我们在FinalTest的execute方法中，通过Callback这个匿名内部类引用了execute函数中的variable变量，此时虽然variable没有被final修饰，但是代码仍然是可以运行的(基于JDK 1.8)。

有同学要说了，你又乱说，看看你的问题，问的是当内部类引用函数局部变量时，为什么需要final修饰?这没有final不照样跑的好好的？别急，我们来看下该程序的字节码，FinalTest类对应的字节码如下所示：

可以看到编译后自动为variable变量添加了final关键词修饰，那么为什么需要使用final关键词来修饰呢？主要有以下几点原因：

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• 生命周期不同： 从运行时内存分区一文中可知，函数中的局部变量作为线程的私有数据，被存储在虚拟机栈对应的栈帧中，当函数结束执行后出栈，而Callback类的doWork方法其调用时机与execute函数的执行结束时机明显不一致，故如果不使用final修饰，不能保证doWork方法执行时variable变量仍然存在。
  
• 数据不同步： 从变量数据同步的角度来看，局部变量在传递到内部类时，是以备份的形式拷贝到自己的构造函数中，加以存储利用，如果不添加final修饰，则内外部修改互不同步，造成脏数据。
  

那么为什么使用fina就能解决以上问题呢？(仅针对基础类型讨论，对象类型见下一部分)

生命周期不同

继续查看FinalTest类字节码，可以看到当variable变量使用final修饰后，其被存储于常量池中，而常量池存储于方法区中，进而生命周期必然是大于Callback类的，variable变量相关字节码如下图：

数据不同步

查看通过new Callback创建的FinalTest匿名内部类的字节码，代码如下所示：

可以看到编译生成的 FinalTest$1这个匿名内部类继承自Callback接口，其通过构造函数持有了外部类FinalTest的引用以及int类型的var2，当variable被final修饰时，由于其值不可修改，故外部的variable变量和 FinalTest$1构造函数中传入的var2值始终保持一致，故而不存在数据不同步的问题。

从这里我们明显可以看出匿名内部类会持有外部类的引用，Handler导致的Activity内部泄漏的场景就是这样引发的

同理也可以看出，为什么匿名内部类访问外部类的成员变量不需要final修饰，主要是这种访问关系都可以转化为通过外部类引用间接访问

内部类中修改函数局部变量值

仍以上文中代码为例，我们在doWork中修改variable变量的值，来看下会怎么样？

从上图可以看出编译器提示我们将variable转化成一个单元素的数组，按照编译器提示修改，果然可以正常运行了

那么这是为什么呢？不是说final修饰的变量值不能变吗？编译器bug了？

当然不是，这里我们需要明白单元素数组它不是一个基础类型变量，它指向的是一块内存地址，当其被final修饰时，说的是该变量不能重新指向一块新的内存地址，而不是内存地址处存储的内容不可以变化，也就是说我们不能再次执行variable = {20}这种赋值操作（PS：类对象同理，变量不可以重新赋值成新的对象，但是对象的成员属性取值可以发生变化）。

为对对象的指向地址修改和成员属性修改做区分，下文中将成员属性修改简称为内容修改，将地址修改简称为值修改

同时我们也可以从这里了解到当匿名内部类持有函数的局部变量时，是通过符号引用获取的（类结构中常量池中字段说明可以参考<<深入理解Java虚拟机>>）， FinalTest$1类中val$variable变量声明及在常量池中引用如下图所示：

子线程修改final修饰局部变量内容，是否可同步？

仍以上文代码为例，修改FinalTest类如下所示：

 public class FinalTest {

     public FinalTest() {

     }

 

     public void execute() {

         int variable = 10;

         setCallback(new Callback() {

             @Override

             public void doWork() {

                 System.out.println("method variable is:" + variable);

             }

         });

     }

 

     public void execute2() {

         final int[] variable = {10};

         ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

         executorService.execute(new Runnable() {

             @Override

             public void run() {

                 System.out.println("variable[0] is:" + variable[0]);

                 variable[0] = 100;

                 System.out.println("change variable[0] is:" + variable[0]);

             }

         });

         try {

             Thread.sleep(2000);

         } catch (InterruptedException e) {

             throw new RuntimeException(e);

         }

         System.out.println("after change variable[0] is:" + variable[0]);

     }

 

     public void setCallback(Callback callback) {

     }

 }

在Main中运行execute2，执行结果如下图所示：

可以看到，数组元素的值确定发生了改变，这也就意味着被final修饰的变量，其内容修改在多线程环境下具有可见性。

final在多线程环境下具有可见性

总结

final，static与synchronized