Java 中 final、finally、finalize 有什麼不同？這是在 Java 面試中經常問到的問題，他們究竟有什麼不同呢？ 這三個看起來很相似，其實他們的關係就像卡巴斯基和巴基斯坦一樣有基巴關係。 那麼如果被問到這個問題該怎麼回答呢？首先可以從語法和使用角度出發簡單介紹三者的不同： fi ...
Java 中 final、finally、finalize 有什麼不同？這是在 Java 面試中經常問到的問題，他們究竟有什麼不同呢？
這三個看起來很相似，其實他們的關係就像卡巴斯基和巴基斯坦一樣有基巴關係。
那麼如果被問到這個問題該怎麼回答呢？首先可以從語法和使用角度出發簡單介紹三者的不同：
- final 可以用來修飾類、方法、變數，分別有不同的意義，final 修飾的 class 代表不可以繼承擴展，final 的變數是不可以修改的，而 final 的方法也是不可以重寫的（override）。
- finally 是 Java 保證重點代碼一定要被執行的一種機制。可以使用 try-finally 或者 try-catch-finally 來進行類似關閉 JDBC 連接、保證 unlock 鎖等動作。
- finalize 是基礎類 java.lang.Object 的一個方法，設計目的是保證對象在被垃圾收集前完成特定資源的回收。finalize 機制現在已經不推薦使用，並且在 JDK 9 開始被標記為 deprecated。
如果只回答到這裡，就會沒有亮點，我們可以再深入地去介紹三者的不同，比如從性能、併發、對象生命周期或垃圾收集基本過程等方面去談談自己的理解。
final
使用 final 關鍵字可以明確表示代碼的語義、邏輯意圖，比如：
可以將方法或者類聲明為 final，這樣就可以明確告知別人，這些行為是不許修改的。
Java 核心類庫的定義或源碼，比如 java.lang 包下麵的很多類，相當一部分都被聲明成為 final class，比如我們常見的 String 類，在第三方類庫的一些基礎類中同樣如此，這可以有效避免 API 使用者更改基礎功能，某種程度上，這是保證平臺安全的必要手段。
使用 final 修飾參數或者變數，也可以清楚地避免意外賦值導致的編程錯誤，甚至，有人明確推薦將所有方法參數、本地變數、成員變數聲明成 final。
final 變數產生了某種程度的不可變（immutable）的效果，所以，可以用於保護只讀數據，尤其是在併發編程中，因為明確地不能再賦值 final 變數，有利於減少額外的同步開銷，也可以省去一些防禦性拷貝的必要。
關於 final 也許會有性能的好處，很多文章或者書籍中都介紹了可在特定場景提高性能，比如，利用 final 可能有助於 JVM 將方法進行內聯，可以改善編譯器進行條件編譯的能力等等。我在之前一篇文章進行了介紹，想瞭解的可以點擊查閱。
final 與 immutable
在前面介紹了 final 在實踐中的益處，需要註意的是，final 並不等同於 immutable，比如下麵這段代碼：
final List<String> strList = new ArrayList<>();
strList.add("wupx");
strList.add("huxy");
List<String> loveList = List.of("wupx", "huxy");
loveList.add("love");final 只能約束 strList 這個引用不可以被賦值，但是 strList 對象行為不被 final 影響，添加元素等操作是完全正常的。如果我們真的希望對象本身是不可變的，那麼需要相應的類支持不可變的行為。在上面這個例子中，List.of 方法創建的本身就是不可變 List，最後那句 add 是會在運行時拋出異常的。
Immutable 在很多場景是非常棒的選擇，某種意義上說，Java 語言目前並沒有原生的不可變支持，如果要實現 immutable 的類，我們需要做到：
將 class 自身聲明為 final，這樣別人就不能擴展來繞過限制了。
將所有成員變數定義為 private 和 final，並且不要實現 setter 方法。
通常構造對象時，成員變數使用深度拷貝來初始化，而不是直接賦值，這是一種防禦措施，因為你無法確定輸入對象不被其他人修改。
如果確實需要實現 getter 方法，或者其他可能會返回內部狀態的方法，使用 copy-on-write 原則，創建私有的 copy。
關於 setter/getter 方法，很多人喜歡直接用 IDE 或者 Lombok 一次全部生成，建議最好確定有需要時再實現。
finally
對於 finally，知道怎麼使用就足夠了。需要關閉的連接等資源，更推薦使用 Java 7 中添加的 try-with-resources 語句，因為通常 Java 平臺能夠更好地處理異常情況，還可以減少代碼量。
另外，有一些常被考到的 finally 問題。比如，下麵代碼會輸出什麼？
try {
// do something
System.exit(1);
} finally{
System.out.println("Hello，I am finally。");
}上面 finally 裡面的代碼是不會被執行的，因為 try-catch 異常退出了。
像其他 finally 中的代碼不會執行的情況還有：
// 死迴圈
try{
while(ture){
System.out.println("always run");
}
}finally{
System.out.println("ummm");
}
// 線程被殺死
當執行 try-finally 的線程被殺死時，finally 中的代碼也無法執行。finalize
對於 finalize，是不推薦使用的，在 Java 9 中，已經將 Object.finalize() 標記為 deprecated。
為什麼呢？因為無法保證 finalize 什麼時候執行，執行的是否符合預期。使用不當會影響性能，導致程式死鎖、掛起等。
通常來說，利用上面的提到的 try-with-resources 或者 try-finally 機制，是非常好的回收資源的辦法。如果確實需要額外處理，可以考慮 Java 提供的 Cleaner 機制或者其他替代方法。
為什麼不推薦使用 finalize？
前面簡單介紹了 finalize 是不推薦使用的，究竟為什麼不推薦使用呢？
- finalize 的執行是和垃圾收集關聯在一起的，一旦實現了非空的 finalize 方法，就會導致相應對象回收呈現數量級上的變慢。
- finalize 被設計成在對象被垃圾收集前調用，JVM 要對它進行額外處理。finalize 本質上成為了快速回收的阻礙者，可能導致對象經過多個垃圾收集周期才能被回收。
- finalize 拖慢垃圾收集，導致大量對象堆積，也是一種典型的導致 OOM 的原因。
- 要確保回收資源就是因為資源都是有限的，垃圾收集時間的不可預測，可能會極大加劇資源占用。
- finalize 會掩蓋資源回收時的出錯信息。
因此對於消耗非常高頻的資源，千萬不要指望 finalize 去承擔資源釋放的主要職責。建議資源用完即顯式釋放，或者利用資源池來儘量重用。
下麵給出 finalize 掩蓋資源回收時的出錯信息的例子，讓我們來看 java.lang.ref.Finalizer 的源代碼：
private void runFinalizer(JavaLangAccess jla) {
// ... 省略部分代碼
try {
Object finalizee = this.get();
if (finalizee != null && !(finalizee instanceof java.lang.Enum)) {
jla.invokeFinalize(finalizee);
// Clear stack slot containing this variable, to decrease
// the chances of false retention with a conservative GC
finalizee = null;
}
} catch (Throwable x) { }
super.clear();
}看過之前講解異常文章的朋友，應該可以很快看出 Throwable 是被吞掉的，也就意味著一旦出現異常或者出錯，得不到任何有效信息。
擴展閱讀：Java 異常處理的 20 個最佳實踐，你知道幾個？
有更好的方法替代 finalize 嗎？
Java 平臺目前在逐步使用 java.lang.ref.Cleaner 來替換掉原有的 finalize 實現。Cleaner 的實現利用了幻象引用（PhantomReference），這是一種常見的所謂 post-mortem 清理機制。利用幻象引用和引用隊列，可以保證對象被徹底銷毀前做一些類似資源回收的工作，比如關閉文件描述符（操作系統有限的資源），它比 finalize 更加輕量、更加可靠。
每個 Cleaner 的操作都是獨立的，有自己的運行線程，所以可以避免意外死鎖等問題。
我們可以為自己的模塊構建一個 Cleaner，然後實現相應的清理邏輯，具體代碼如下：
/**
* Cleaner 是一個用於關閉資源的類，功能類似 finalize 方法
* Cleaner 有自己的線程，在所有清理操作完成後，自己會被 GC
* 清理中拋出的異常會被忽略
*
* 清理方法（一個 Runnable）只會運行一次。會在兩種情況下運行：
* 1. 註冊的 Object 處於幻象引用狀態
* 2. 顯式調用 clean 方法
*
* 通過幻象引用和引用隊列實現
* 可以註冊多個對象，通常被定義為靜態（減少線程數量）
* 註冊對象後返回的Cleanable對象用於顯式調用 clean 方法
* 實現清理行為的對象（下麵的 state），不能擁有被清理對象的引用
* 如果將下麵的 State 類改為非靜態，第二個 CleaningExample 將不會被 clean，
* 因為非靜態內部類持有外部對象的引用，外部對象無法進入幻象引用狀態
*/
public class CleaningExample implements AutoCloseable {
public static void main(String[] args) {
try {
// 使用JDK7的try with Resources顯式調用clean方法
try (CleaningExample ignored = new CleaningExample()) {
throw new RuntimeException();
}
} catch (RuntimeException ignored) {
}
// 通過GC調用clean方法
new CleaningExample();
System.gc();
}
private static final Cleaner CLEANER = Cleaner.create();
// 如果是非靜態內部類，則會出錯
static class State implements Runnable {
State() {
}
@Override
public void run() {
System.out.println("Cleaning called");
}
}
private final State state;
private final Cleaner.Cleanable cleanable;
public CleaningExample() {
this.state = new State();
this.cleanable = CLEANER.register(this, state);
}
@Override
public void close() {
cleanable.clean();
}
}其中，將 State 定義為 static，就是為了避免普通的內部類隱含著對外部對象的強引用，因為那樣會使外部對象無法進入幻象可達的狀態。
從可預測性的角度來判斷，Cleaner 或者幻象引用改善的程度仍然是有限的，如果由於種種原因導致幻象引用堆積，同樣會出現問題。所以，Cleaner 適合作為一種最後的保證手段，而不是完全依賴 Cleaner 進行資源回收。
總結
這篇文章首先從從語法角度分析了 final、finally、finalize，並從安全、性能、垃圾收集等方面逐步深入，詳細地講解了 final、finally、finalize 三者的區別。
