JAVA面試題解惑——final、finally和finalize的區別
final、finally和finalize的區別是什麼？
這是一道再經典不過的面試題了，我們在各個公司的面試題中幾乎都能看到它的身影。final、finally和finalize雖然長得像孿生三兄弟一樣，但是它們的含義和用法卻是大相徑庭。這一次我們就一起來回顧一下這方面的知識。
final關鍵字
我們首先來說說final。它可以用於以下四個地方：
定義變數，包括靜態的和非靜態的。
定義方法的引數。
定義方法。
定義類。
我們依次來回顧一下每種情況下final的作用。首先來看第一種情況，如果final修飾的是一個基本型別，就表示這個變數被賦予的值是不可變 的，即它是個常量；如果final修飾的是一個物件，就表示這個變數被賦予的引用是不可變的，這裡需要提醒大家注意的是，不可改變的只是這個變數所儲存的 引用，並不是這個引用所指向的物件。在第二種情況下，final的含義與第一種情況相同。實際上對於前兩種情況，有一種更貼切的表述final的含義的描 述，那就是，如果一個變數或方法引數被final修飾，就表示它只能被賦值一次，但是JAVA虛擬機器為變數設定的預設值不記作一次賦值。
被final修飾的變數必須被初始化。初始化的方式有以下幾種：
在定義的時候初始化。
final變數可以在初始化塊中初始化，不可以在靜態初始化塊中初始化。
靜態final變數可以在靜態初始化塊中初始化，不可以在初始化塊中初始化。
final變數還可以在類的構造器中初始化，但是靜態final變數不可以。
通過下面的程式碼可以驗證以上的觀點：
Java程式碼
public class FinalTest { // 在定義時初始化 public final int A = 10; public final int B; // 在初始化塊中初始化 { B = 20; } // 非靜態final變數不能在靜態初始化塊中初始化 // public final int C; // static { // C = 30; // } // 靜態常量，在定義時初始化 public static final int STATIC_D = 40; public static final int STATIC_E; // 靜態常量，在靜態初始化塊中初始化 static { STATIC_E = 50; } // 靜態變數不能在初始化塊中初始化 // public static final int STATIC_F; // { // STATIC_F = 60; // } public final int G; // 靜態final變數不可以在構造器中初始化 // public static final int STATIC_H; // 在構造器中初始化 public FinalTest() { G = 70; // 靜態final變數不可以在構造器中初始化 // STATIC_H = 80; // 給final的變數第二次賦值時，編譯會報錯 // A = 99; // STATIC_D = 99; } // final變數未被初始化，編譯時就會報錯 // public final int I; // 靜態final變數未被初始化，編譯時就會報錯 // public static final int STATIC_J; }
我們執行上面的程式碼之後出了可以發現final變數（常量）和靜態final變數（靜態常量）未被初始化時，編譯會報錯。
用final修飾的變數（常量）比非final的變數（普通變數）擁有更高的效率，因此我們在實際程式設計中應該儘可能多的用常量來代替普通變數，這也是一個很好的程式設計習慣。
當final用來定義一個方法時，會有什麼效果呢？正如大家所知，它表示這個方法不可以被子類重寫，但是它這不影響它被子類繼承。我們寫段程式碼來驗證一下：
Java程式碼
class ParentClass { public final void TestFinal() { System.out.println("父類--這是一個final方法"); } } public class SubClass extends ParentClass { /** * 子類無法重寫（override）父類的final方法，否則編譯時會報錯 */ // public void TestFinal() { // System.out.println("子類--重寫final方法"); // } public static void main(String[] args) { SubClass sc = new SubClass(); sc.TestFinal(); } }
這裡需要特殊說明的是，具有private訪問許可權的方法也可以增加final修飾，但是由於子類無法繼承private方法，因此也無法重寫 它。編譯器在處理private方法時，是按照final方法來對待的，這樣可以提高該方法被呼叫時的效率。不過子類仍然可以定義同父類中的 private方法具有同樣結構的方法，但是這並不會產生重寫的效果，而且它們之間也不存在必然聯絡。
最後我們再來回顧一下final用於類的情況。這個大家應該也很熟悉了，因為我們最常用的String類就是final的。由於final類不允 許被繼承，編譯器在處理時把它的所有方法都當作final的，因此final類比普通類擁有更高的效率。final的類的所有方法都不能被重寫，但這並不 表示final的類的屬性（變數）值也是不可改變的，要想做到final類的屬性值不可改變，必須給它增加final修飾，請看下面的例子：
Java程式碼
public final class FinalTest {
int i = 10;
public static void main(String[] args) {
FinalTest ft = new FinalTest();
ft.i = 99;
System.out.println(ft.i);
}
} 執行上面的程式碼試試看，結果是99，而不是初始化時的10。
finally語句
接下來我們一起回顧一下finally的用法。這個就比較簡單了，它只能用在try/catch語句中，並且附帶著一個語句塊，表示這段語句最終總是被執行。請看下面的程式碼：
Java程式碼
public final class FinallyTest {
public static void main(String[] args) {
try {
throw new NullPointerException();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("程式丟擲了異常");
} finally {
System.out.println("執行了finally語句塊");
}
}
} 執行結果說明了finally的作用：
程式丟擲了異常
執行了finally語句塊
請大家注意，捕獲程式丟擲的異常之後，既不加處理，也不繼續向上丟擲異常，並不是良好的程式設計習慣，它掩蓋了程式執行中發生的錯誤，這裡只是方便演示，請不要學習。
那麼，有沒有一種情況使finally語句塊得不到執行呢？大家可能想到了return、continue、break這三個可以打亂程式碼順序執行語句的規律。那我們就來試試看，這三個語句是否能影響finally語句塊的執行：
Java程式碼
public final class FinallyTest {
// 測試return語句
public ReturnClass testReturn() {
try {
return new ReturnClass();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("執行了finally語句");
}
return null;
}
// 測試continue語句
public void testContinue() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
try {
System.out.println(i);
if (i == 1) {
continue;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("執行了finally語句");
}
}
}
// 測試break語句
public void testBreak() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
try {
System.out.println(i);
if (i == 1) {
break;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("執行了finally語句");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
FinallyTest ft = new FinallyTest();
// 測試return語句
ft.testReturn();
System.out.println();
// 測試continue語句
ft.testContinue();
System.out.println();
// 測試break語句
ft.testBreak();
}
}
class ReturnClass {
public ReturnClass() {
System.out.println("執行了return語句");
}
} 上面這段程式碼的執行結果如下：
執行了return語句
執行了finally語句
0
執行了finally語句
1
執行了finally語句
2
執行了finally語句
0
執行了finally語句
1
執行了finally語句
很明顯，return、continue和break都沒能阻止finally語句塊的執行。從輸出的結果來看，return語句似乎在 finally語句塊之前執行了，事實真的如此嗎？我們來想想看，return語句的作用是什麼呢？是退出當前的方法，並將值或物件返回。如果 finally語句塊是在return語句之後執行的，那麼return語句被執行後就已經退出當前方法了，finally語句塊又如何能被執行呢？因 此，正確的執行順序應該是這樣的：編譯器在編譯return new ReturnClass();時，將它分成了兩個步驟，new ReturnClass()和return，前一個建立物件的語句是在finally語句塊之前被執行的，而後一個return語句是在finally語 句塊之後執行的，也就是說finally語句塊是在程式退出方法之前被執行的。同樣，finally語句塊是在迴圈被跳過（continue）和中斷 （break）之前被執行的。
finalize方法
最後，我們再來看看finalize，它是一個方法，屬於java.lang.Object類，它的定義如下：
Java程式碼
protected void finalize() throws Throwable { } 眾所周知，finalize()方法是GC（garbage collector）執行機制的一部分，關於GC的知識我們將在後續的章節中來回顧。
在此我們只說說finalize()方法的作用是什麼呢？
finalize()方法是在GC清理它所從屬的物件時被呼叫的，如果執行它的過程中丟擲了無法捕獲的異常（uncaught exception），GC將終止對改物件的清理，並且該異常會被忽略；直到下一次GC開始清理這個物件時，它的finalize()會被再次呼叫。
請看下面的示例：
Java程式碼
public final class FinallyTest {
// 重寫finalize()方法
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("執行了finalize()方法");
}
public static void main(String[] args) {
FinallyTest ft = new FinallyTest();
ft = null;
System.gc();
}
} 執行結果如下：
執行了finalize()方法
程式呼叫了java.lang.System類的gc()方法，引起GC的執行，GC在清理ft物件時呼叫了它的finalize()方法，因此才有了上面的輸出結果。呼叫System.gc()等同於呼叫下面這行程式碼：
Java程式碼
Runtime.getRuntime().gc(); 呼叫它們的作用只是建議垃圾收集器（GC）啟動，清理無用的物件釋放記憶體空間，但是GC的啟動並不是一定的，這由JAVA虛擬機器來決定。直到 JAVA虛擬機器停止執行，有些物件的finalize()可能都沒有被執行過，那麼怎樣保證所有物件的這個方法在JAVA虛擬機器停止執行之前一定被呼叫 呢？答案是我們可以呼叫System類的另一個方法：
Java程式碼
public static void runFinalizersOnExit(boolean value) {
//other code
} 給這個方法傳入true就可以保證物件的finalize()方法在JAVA虛擬機器停止執行前一定被運行了，不過遺憾的是這個方法是不安全的，它會導致有用的物件finalize()被誤呼叫，因此已經不被贊成使用了。
由於finalize()屬於Object類，因此所有類都有這個方法，Object的任意子類都可以重寫（override）該方法，在其中釋放系統資源或者做其它的清理工作，如關閉輸入輸出流。
通過以上知識的回顧，我想大家對於final、finally、finalize的用法區別已經很清楚了。