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在Java中final关键字如何应用_Java不变性原则说明

P粉602998670

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发布时间:2026-02-06 11:30:10

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来源于php中文网

原创

final修饰基本类型变量时值不可变,修饰引用类型时仅引用地址不可变;final方法不能被重写但可重载;final类不可继承,但内部字段未必不可变;final字段具有初始化可见性保障,但需正确发布对象。

在java中final关键字如何应用_java不变性原则说明

final修饰变量时到底锁住了什么

final修饰基本类型变量,是值不可变;修饰引用类型变量,是引用地址不可变,但对象内部状态仍可修改。这是最容易误解的一点。

  • final int x = 10; → 后续赋值会编译报错:cannot assign a value to final variable
  • final List list = new ArrayList();list = new ArrayList(); 报错,但 list.add("a"); 完全合法
  • 若需真正不可变集合,得用 Collections.unmodifiableList()List.of()(Java 9+)

final方法不能被重写,但可以被重载

声明为 final 的方法在子类中既不能被覆盖(override),也不能被隐藏(hide)——静态方法除外,但静态方法本身就不能被“重写”,只能被隐藏。

  • public final void process() { ... } → 子类中声明同签名方法会编译失败
  • 子类可以定义 public void process(String s),这是重载(overload),完全允许
  • 注意:private 方法隐式 final,但不是因为 final 关键字,而是访问权限限制

final类无法被继承,但内部成员不一定都不可变

final 修饰类,只阻止继承,不自动保证该类线程安全或内部状态封闭。

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  • final class Config { public String name = "default"; } → 外部仍可修改 name,除非字段也加 final 或设为 private 并无 setter
  • 常见误用:以为 final class 就等于“不可变类”,其实还需满足:所有字段私有、final、无修改方法、构造器不泄露 this 引用等
  • Stringfinal 类,且字段全 private final,配合内部字符数组不可修改,才真正实现不变性

final与JVM内存模型和初始化顺序强相关

final 字段的写入一旦完成,对其他线程就是立即可见的——这是 JVM 规范保证的“final field semantics”,前提是对象本身正确发布(如未发生逸出)。

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  • 构造器中对 final 字段赋值后,只要对象没在构造过程中被发布(比如 this 赋给静态变量或传入其他线程),其他线程看到的一定是初始化后的值
  • 没有 final 的字段,即使在构造器里赋值,也可能因指令重排序被其他线程看到默认值(0、null 等)
  • 反例:public class Holder { final int x; public Holder() { x = 42; publishThis(); } void publishThis() { Shared.store(this); } } → 其他线程可能看到 x == 0
final 的作用边界很窄:它不传递、不递归、不自动封装。一个 final List 不代表里面元素不可变,一个 final 类不意味它创建的对象天然线程安全。真正落实不变性,得靠设计约束 + 显式防御 + 工具辅助(比如 ImmutableList)。

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