時(shí)間： 2018/10/19

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1. final的普通語義

2. final遇見內(nèi)部類

3. 閉包

4. 內(nèi)存泄漏

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1. final的普通語義

關(guān)于Java中final關(guān)鍵字的常規(guī)語義就是表明其修飾的對(duì)象是不可變的， 被修飾的對(duì)象通常有. 值變量，引用變量，類，函數(shù)。此處需要注意的是，如果final修飾的是引用變量，那么引用變量的值（地址）不可變，但是引用變量值對(duì)應(yīng)的對(duì)象實(shí)可以變的。

分別介紹一下修飾不同對(duì)象的情況：

• 1). 值變量
• 2). 引用變量
• 3). 類
• 4). 方法

// 1)
final int a = 1;
a = 1; // 這個(gè)語句會(huì)報(bào)錯(cuò)，不允許修改

// 2)
final Map map = new HashMap();
map.put("key", "value"); // map值（地址）對(duì)應(yīng)對(duì)象（在堆）可以被修改，一般認(rèn)為對(duì)象被生成以后，其地址就是確定了
map = new HashMap(); // 會(huì)報(bào)錯(cuò), map值（地址）不允許修改

// 3)
final class Cls{
// .....
}
class SubCls extends Cls{ //編譯報(bào)錯(cuò)，Cls不能為繼承
  // ....
}

// 4)
class Parent{
  public final void method(){
    // ...
  }
}   
class Child extends Parent{
  public void mehtod(){ // 編譯報(bào)錯(cuò)，不允許覆蓋
    // ..
  }
}

2. final遇見內(nèi)部類

Java中要求如果方法中定義的中類如果引用方法中的局部變量，那要要求局部變量必須要用final修飾（JDK8中已經(jīng)不需要，但是本質(zhì)也是和final類似——只讀），實(shí)例代碼如下：

interface Inner{
  void method();
}

class Outer{
    public Inner createInner(){
        final int a = 12;
        final Map map = new HashMap();
        Inner inner = new Inner(){
            public void method(){
                int b = a + 1;
                System.out.println(" in Inner, b=" + b);
                map.put("innerKey", "innerValue");
            }
        };
        System.out.println("in Outer, createInner finish！");
        return inner;
    }

    public static void main(String []args){
        Inner inner = new Outer().createInner();
        inner.method();
    }
}

輸出如下：

in Outer, createInner finish！
in Inner, b=13

Note: 上述代碼僅僅是展示使用，其中createInner()方法中的map變量是存在內(nèi)存泄漏的，因?yàn)橥饨鐭o法訪問他，但是卻會(huì)被一致持有。關(guān)于內(nèi)存泄漏的問題，通過查看上述代碼便后的class文件的內(nèi)容即可發(fā)現(xiàn)。

上述文件編譯后，生成了三個(gè)文件

• Inner.class

• Outer.class

• Outer$1.class

  打開Outer$1.class可以看到如下內(nèi)容：

  class Outer$1 implements Inner {
      Outer$1(Outer this$0, int var2, Map var3) {
          this.this$0 = this$0;
          this.val$a = var2;
          this.val$map = var3;
      }
      
      public void method() {
          int b = this.val$a + 1;
          System.out.println(" in Inner, b=" + b);
          this.val$map.put("innerKey", "innerValue");
      }
  }

可以看到編譯后的內(nèi)容，Inner匿名類擁有另一個(gè)帶有三個(gè)參數(shù)的構(gòu)造方法，

• Outer this$0： 也就是擁有了Outer(外部類)當(dāng)前對(duì)象的一個(gè)引用，所以我們Inner的子類中，可以通過Outer.this訪問外部Outer類的當(dāng)前實(shí)例。
• var2: 此處應(yīng)該為Outer createInner()方法中的局部變量a
• var3: 此處應(yīng)該為Outer createInner()方法中的局部變量Map

通過上述編譯后的代碼，我們大概可以明白為什么匿名類可以訪問其外部數(shù)據(jù)的原因，接下來我們可以討論一下為什么要對(duì)createInner()中的局部變量a, map用final進(jìn)行修飾。

網(wǎng)絡(luò)上有很多人說是生命周期的問題，但是我覺得不是這個(gè)原因，也覺得不存在生命周期的問題（歡迎討論）。

為了簡(jiǎn)化表述，以下將Inner匿名類里面的a表述為Inner().a， 將createInner()方法中的a表示為 createInner.a.

通過編譯后的代碼可以看出來，Inner().a和createInner.a不是同一個(gè)對(duì)象(在內(nèi)存中不是同一個(gè)）， 同樣的兩個(gè)map（值，存在于堆）在內(nèi)存中也是不同的，但是兩個(gè)map的都指向了堆上的同一個(gè)HashMap對(duì)象。理論上我們是可以重新設(shè)置Inner().a和Inner().map的值的，但是java編譯器并不允許這樣做， 具體原因我認(rèn)為可能是如下原因：

在匿名類內(nèi)部訪問外面的變量看起來是一個(gè)很正常的需求，而且直觀看起來應(yīng)該是同一個(gè)東西。但是在方法調(diào)用結(jié)束以后局部變量會(huì)被銷毀（棧里面的內(nèi)容，也就是createInner.a, createInner.map。如果是同一個(gè)東西的話，那么意味著jvm在方法調(diào)用結(jié)束以后還不能銷毀這些局部變量，需要將這些局部變量的生命周期保持到和Inner一樣長(zhǎng)，這樣讓jvm的實(shí)現(xiàn)起可能會(huì)更為復(fù)雜（提升這些變量的生命周期）。

所以，為了實(shí)現(xiàn)在Inner中可以訪問createInner()中的a, map，同時(shí)他們看起來和createInner()中的一樣（一致），并且避免JVM對(duì)對(duì)象生命周期的管理過于復(fù)雜，采用了一個(gè)中折中的辦法：

1. 將被用到的變量作為Inner的構(gòu)造函數(shù)參數(shù)傳入并在Inner內(nèi)部設(shè)置對(duì)應(yīng)的實(shí)例（private)。
2. 將createInner().a, createInner().map設(shè)置為final，并且匿名類類部不可以修改對(duì)應(yīng)實(shí)例屬性的值，保證一致性。

通過上述的 1中，可以很自然實(shí)現(xiàn)在Inner中很自然的訪問createInner中局部變量的值；由于Inner中使用的變量實(shí)際上和外部函數(shù)中的局部變量是不一樣的，通過上述2可以保證他們一致（都不允許修改了，肯定一致）， 否則開發(fā)者在內(nèi)部修改值，但是卻不會(huì)影響到外面的局部變量，這會(huì)讓人困惑（天然看起來應(yīng)該是一個(gè)東西啊，但是卻不能一起變化）。

3. 閉包

此處引出了Java對(duì)閉包的支持，其實(shí)Java目前是支持了閉包的，匿名類就是一個(gè)典型的例子。將自由變量（createInner.a,createInner.map)封裝到Inner中，但是Java的閉包確實(shí)有條件的閉包，因?yàn)镴ava只實(shí)現(xiàn)了capture-by-value， 只是把局部變量的值copy到了匿名類中， 沒有實(shí)現(xiàn)capture-by-reference。如果是capture-by-reference的實(shí)現(xiàn)方式，可能需要將局部變量提升到對(duì)象中（也就是講局部變量的生命周期延長(zhǎng)，變?yōu)楹?code>Inner類一樣長(zhǎng), 那么在createInner()執(zhí)行完畢以后，就不會(huì)銷毀 a, map了)。

關(guān)于閉包的定義：Ruby之父松本行弘在《代碼的未來》一書中解釋的最好：閉包就是把函數(shù)以及變量包起來，使得變量的生存周期延長(zhǎng)。

此處有一個(gè)系列的參考文章關(guān)于``Javascript```中閉包的內(nèi)容，圖文并茂。深入理解javascript原型和閉包]

4. 內(nèi)存泄漏

Java中并沒有真正的實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)生命周期， 但是間接實(shí)現(xiàn)了createInner.map的生命周期，因?yàn)?code>Inner.map是一個(gè)對(duì)實(shí)際的HashMap()（位于堆中）對(duì)象的引用， 所以在createInner()方法中創(chuàng)建，但是卻不會(huì)在該方法執(zhí)行以后被GC回收， 該對(duì)象的生命周期和其創(chuàng)建Inner實(shí)例一樣長(zhǎng)。在本例中的代碼的內(nèi)存泄漏就由此而生。