在 Java中,final、finally和finalize是三个不同的关键字或方法,尽管它们的名字相似,但在功能和用途上却有显著的区别,这篇文章我们继续来分析一篇农行面试题目:说说 final、finally和finalize的区别。
final
final是一个保留关键字,用于修饰类、方法和变量。在 Java 中,final 关键字的主要作用是限制,并且确保某些行为不会被改变。主要表现如下:
- final变量:一旦被初始化就不能再被改变,即常量。当声明一个变量为final时,必须在定义的时候进行初始化,或者在构造器中初始化,从而确保对应的指针不会再指向其他对象。
- final方法:不能被子类重写(override)。这样确保方法行为保持一致,不被子类改变。
- final类:不能被继承。通过将整个类声明为final,防止其他类从它继承。例如,String类就是一个final类,这样可以保证字符串的不可变性。
下面给出几个 final的使用示例:
final变量:用于创建常量,在定义时必须初始化,减少错误和提高易读性:
final double PI = 3.14159;
final方法:确保方法的一致性和安全性,避免被子类篡改:
public final void display() {
System.out.println("This is a final method.");
}
final类:类被声明为 final,意味着这个类不能被继承。这确保了类的实现不能被其他类修改或扩展。
public final class Constants {
public static final String APP_NAME = "FinalDemoApp";
}
finally
finally 是 Java 中的一个关键字,主要用于异常处理结构中。它通常与 try 和 catch 块联用,是异常处理机制中一个非常重要的部分。finally 的执行是几乎保证的,无论是否发生异常,即便在 try 块中有 return、break 或者 continue 语句,finally 块仍然会执行。但有极少数情况下可能不会执行,例如:
- 如果在 try 或 catch 块中调用了 System.exit() 方法,程序会退出,finally 块不会执行。
- 如果 JVM 出现了故障,比如操作系统层面的崩溃,这些都是程序无法控制的情况。
使用场景
在实际处理异常时,finally 块用于保证一些重要的清理操作,例如关闭资源,释放锁等,通常用于处理以下 3种场景:
(1) 资源管理
在编程实践中,资源(如文件、数据库连接、网络连接等)的管理非常重要。finally 块可以用来确保这些资源在使用后被正确关闭、释放,避免资源泄漏。如下示例代码:
FileInputStream fileInput = null;
try {
fileInput = new FileInputStream("example.txt");
// 处理文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (fileInput != null) {
try {
fileInput.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
(2) 恢复状态
在异常处理过程中,系统可能会因为异常而处于一种不一致的状态。finally 块可以用来清理或者恢复这种状态,例如重置修改过的变量。如下示例代码:
Lock lock = new ReentrantLock();
try {
lock.lock();
// 执行一些可能抛出异常的操作
} finally {
lock.unlock(); // 确保锁总是会被释放
}
(3) 清除事务
在事务处理中,无论事务是否成功,finally 块可以用来保证事务的闭合或清理等后续操作。例如在数据库事务中,确保连接关闭。如下示例代码:
Connection conn = null;
try {
conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);
conn.setAutoCommit(false);
// 执行多步数据库操作,可能抛出异常
conn.commit(); // 提交事务
} catch (SQLException e) {
if (conn != null) {
try {
conn.rollback(); // 回滚事务
} catch (SQLException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (conn != null) conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
finalize
finalize() 是 JavaObject 类的一个方法,它允许对象在被垃圾收集器回收之前执行清理操作。尽管在早期的 Java 版本中,finalize() 方法被设计用于释放对象所持有的非 Java 语言的资源,例如关闭文件或网络连接,但是在现代 Java 开发中,finalize() 已不再被推荐使用,其原因主要在于它的许多不确定性和低效性。Oracle 已建议开发者使用其他方式进行资源管理,尤其是在 Java 9 及以后版本中,finalize() 已被标记为过时(deprecated)。
1.finalize() 的基本原理
(1) 垃圾回收机制:
- 在 Java 中,垃圾回收器(Garbage Collector, GC)负责自动回收不再被引用的对象以释放内存。
- 当垃圾回收器确定一个对象不再被引用时,它会在该对象上调用 finalize() 方法,前提是该对象未被标记为不可及状态。
(2) 生命周期:
- 该方法可以被重写用于执行特定的清理任务,比如释放非托管资源。
- finalize() 方法只会被调用一次,即便对象在 finalize() 方法中重新被引用,这个方法也不会被再次调用。
2.使用 finalize() 的问题
不确定性:Java 的垃圾回收器无法保证 finalize() 方法会在对象死亡后立即执行。执行时间实际上是由 JVM 的垃圾收集来决定,这可能导致延迟清理和资源延迟释放。
- 性能问题: 使用 finalize() 会增加 GC 的负担,因为对象需要被多次标记和遍历,导致一定的性能开销。
- 错误处理: 如果 finalize() 方法抛出异常,GC 只会忽略,异常不会传播,这会导致难以调试的问题。
- 无法保证调用: 在程序正常终止之前,不一定会触发 GC,因此无法保护重要资源的释放。
使用示例:
public class MyClass {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
// 执行一些清理操作
}
}
三者对比
控制级别:
- final是编译时属性,用于类设计和限制,避免继承和重写。
- finally是运行时捕获异常处理后的保障机制,用于资源管理。
- finalize是执行时的垃圾回收机制的一部分,但不再建议使用。
用途:
- final用于提供不可变性、继承控制、重写控制。
- finally用于异常处理中的资源清理。
- finalize过时的资源清理方法,替代为try-with-resources,try-with-resources极大提升了代码的可读性和可靠性。
总结
本文我们详细地分析了final、finally和finalize以及它们之间的对比,实际上它们之间没有什么直接关联,只是单词的前 5个字符相同,所以在很多面试题中,经常把它们放在一起进行对比。对于这 3个关键字或者方法的建议是:
- 重点理解final关键字的使用
- 重点掌握finally在异常处理中的使用
- finalize方法已经不再推荐,只需要了解