final 关键字的用法

在 Java 中，final 关键字具有多种用途，主要用于限制变量、方法和类的可修改性。了解这些用法有助于提高代码的安全性和可维护性。

1. 声明常量

final 可以用于变量声明，表示该变量只能被赋值一次。一旦赋值，变量的值就不能再改变，通常用于定义常量。

示例代码：

final int MAX_VALUE = 100;
// MAX_VALUE = 200; // 编译错误，不能改变常量值

2. 方法不能被重写

在方法前加上 final 关键字，可以防止该方法在子类中被重写。这在设计类时，可以确保某些方法的行为不被改变。

示例代码：

class Parent {
    final void display() {
        System.out.println("This is a final method.");
    }
}

class Child extends Parent {
    // void display() { // 编译错误，不能重写父类的 final 方法
    //     System.out.println("Trying to override.");
    // }
}

3. 类不能被继承

将 final 关键字用于类声明，表示该类不能被继承。这通常用于确保类的实现不被改变，常见于设计单例模式。

示例代码：

final class Utility {
    static void helperMethod() {
        System.out.println("Utility method.");
    }
}

// class ExtendedUtility extends Utility { // 编译错误，不能继承 final 类
// }

4. 引用不可变

在对象的情况下，将引用变量声明为 final，意味着这个引用不能再指向其他对象，但对象本身的内容仍然可以被修改。这在处理不可变对象时非常有用。

示例代码：

final List<String> myList = new ArrayList<>();
myList.add("Hello");
// myList = new ArrayList<>(); // 编译错误，不能改变引用

5. 性能优化

被 final 修饰的方法，JVM 会尝试将其内联，以提高运行效率。这意味着在调用该方法时，JVM 可能直接将方法体嵌入调用位置，从而减少方法调用的开销。

6. 编译期常量

被 final 修饰的常量在编译阶段会存入常量池中，从而提高程序的执行效率。

7. 编译器重排序规则

对于 final 域，编译器遵循两个重排序规则：

• 在构造函数内对一个 final 域的写入与随后将该对象的引用赋值给其他引用变量的操作之间，不能重排序。
• 初次读一个包含 final 域的对象的引用与随后初次读该 final 域的操作之间，不能重排序。这一特性确保了线程安全性，有助于在多线程环境下保证可见性。

final 关键字在 Java 中具有重要的作用，可以用来声明常量、限制方法重写、防止类继承、管理引用的不可变性，以及优化性能。合理使用 final 可以提高代码的安全性、可读性和设计的清晰性，帮助开发者维护代码的稳定性。此外，final 相关的特性和重排序规则也是许多面试中的热门话题，掌握这些内容有助于在面试中取得好成绩。