final关键字_深入分析Java中的final关键字

Java中被final修饰的变量与普通变量有何区别？被final修饰的变量不可更改、被final修饰的方法不可重写是怎样做到的？带着疑问我们一点点拨开云雾。

一、final的内存定义及规则

对于final关键字，编译器、处理器从读写两个角度限制了其使用规则：

对于一个类的final修饰的变量，如果在定义是不指定初始值，那么在构造函数中必须进行初始化，在构造函数中进行final域的写入时，随后将构造后的对象引用赋值给另外一个引用变量，它们之间不能进行重排序的发生。
在读一个包含final关键字的对象引用和读这个引用的包含的final修饰的变量时，这两个操作间不能发生重排序。

下面通过一段代码分析一下具体场景：

public

这里先假设A线程执行finalWriter方法，B线程执行finalRead()方法，通过上述对于final的规则描述我们分析一下finalWriter方法的执行流程：

构造一个FinalTest对象
将构造后的对象引用进行赋值

对于final修饰的变量进行赋值操作时的重排序规则如下：

1、Java内存模型禁止将对final关键字修饰的变量进行写操作重排序到构造函数之外。
2、编译器会在写之后，构造函数return之前插入StoreStore屏障，这个屏障确保编译器不会把final变量写操作重排序到构造函数之外。

下面假定一种重排序的场景如下图所示：

final域的写流程

上图的场景情况为变量i为普通变量，在进行赋值时发生了重排序（由于这时候有可能构造函数还未完成），在构造函数结束后，才进行了赋值，线程B读取到的i的值为赋值前的初始值0，而对于final修饰的变量j由于禁止重排序，在构造函数return前需要进行赋值，限定到了构造函数内，读取到的变量j为正确的值。

然后再分析一下执行finalRead()方法的流程：

读引用变量Obj将其赋值给object变量。
读引用的普通变量i。
读引用的final修饰的变量j

对于final修饰的读操作重排序规则：

在一个线程中首次读对象的引用和首次读该对象包含的final修饰的变量，Java内存模型禁止重排序（也就是说在读取一个final修饰的变量前，一定是先获取该变量对应的引用），主要原理就是在读取final修饰的变量前插入LoadLoad屏障。

假设上述情况，线程A正常执行，变量i没有发生重排序的情况，而对于线程B读取变量i和读对象的引用发生了重排序，如下图所示

读对象的普通变量i时处理器发生了重排序，读变量在读对象的引用之前发生，这时候变量还未开始进行赋值，而对于final修饰的变量j来说，由于其遵循重排序规则（读变量首先要读变量对应的对象引用），所以读取的值是正确的。

除了上述两种场景之外，假设在构造函数内使用this关键字将当前对象赋值给成员变量（逸出），如下代码所示：

public

这时候同样有两个线程，一个线程执行finalWriter，另外一个执行finaRead，也有可能会出现被final修饰的变量j没有进行赋值的情况。

参考《Java并发编程的艺术》

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