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java final class 性能_java中final 与效率

关于final关键字,总是那么些疑惑,今天就总结一下。

一、final的概念:在Java中, 可以使用final关键字修饰类、方法以及成员变量。

1、final标记的类不能被继承;

在设计类时候,如果这个类不需要有子类,类的实现细节不允许改变,并且确信这个类不会载被扩展,那么就设计为final类。

2、final标记的方法不能被子类复写;

如果一个类不允许其子类覆盖某个方法,则可以把这个方法声明为final方法。

使用final方法的原因有二:

第一、把方法锁定,防止任何继承类修改它的意义和实现。

第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制,大大提高执行效率。

3、final标记的变量即成为常量,只能被赋值一次.

4. 一个既是static 又是final的域只占据一段不能改变的存储空间

二、final的用法

1、final 对于常量来说,意味着值不能改变,例如 final int i=100。这个i的值永远都是100。

但是对于变量来说又不一样,只是标识这个引用不可被改变,例如 final File f=new File("c:\test.txt");那么这个f一定是不能被改变的,如果f本身有方法修改其中的成员变量,例如是否可读,是允许修改的。有个形象的比喻:一个女子定义了一个final的老公,这个老公的职业和收入都是允许改变的,只是这个女人不会换老公而已。

2、关于空白final

final修饰的变量有三种:静态变量、实例变量和局部变量,分别表示三种类型的常量。

另外,final变量定义的时候,可以先声明,而不给初值,这中变量也称为final空白,无论什么情况,编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化。但是,final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性,为此,一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同,却有保持其恒定不变的特征。

public class FinalTest {

final int p;

final int q=3;

FinalTest(){

p=1;

}

FinalTest(int i){

p=i;//可以赋值,相当于直接定义p

q=i;//不能为一个final变量赋值

}

}

3、final内存分配

刚提到了内嵌机制,现在详细展开。

要知道调用一个函数除了函数本身的执行时间之外,还需要额外的时间去寻找这个函数(类内部有一个函数签名和函数地址的映射表)。所以减少函数调用次数就等于降低了性能消耗。

final修饰的函数会被编译器优化,优化的结果是减少了函数调用的次数。如何实现的,举个例子给你看:

public class Test{

final void func(){

System.out.println("g");

}

public void main(String[] args){

for(int j=0; j<1000; j++)

func();

}

}

经过编译器优化之后,这个类变成了相当于这样写:

public class Test{

final void func(){

System.out.println("g");

}

public void main(String[] args){

for(int j=0; j<1000; j++){

System.out.println("g");

}

}

}

看出来区别了吧?编译器直接将func的函数体内嵌到了调用函数的地方,这样的结果是节省了1000次函数调用,当然编译器处理成字节码,只是我们可以想象成这样,看个明白。

不过,当函数体太长的话,用final可能适得其反,因为经过编译器内嵌之后代码长度大大增加,于是就增加了jvm解释字节码的时间。

在使用final修饰方法的时候,编译器会将被final修饰过的方法插入到调用者代码处,提高运行速度和效率,但被final修饰的方法体不能过大,编译器可能会放弃内联,但究竟多大的方法会放弃,我还没有做测试来计算过。

本文是通过两个疑问来继续阐述的:

1、使用final修饰方法会提高速度和效率吗;

见下面的测试代码,我会执行五次:

public class Test {

public static void getJava() {

String str1 = "Java ";

String str2 = "final ";

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

str1 += str2;

}

}

public static final void getJava_Final() {

String str1 = "Java ";

String str2 = "final ";

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

str1 += str2;

}

}

public static void main(String[] args) {

long start = System.currentTimeMillis();

getJava();

System.out.println("调用不带final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");

start = System.currentTimeMillis();

String str1 = "Java ";

String str2 = "final ";

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

str1 += str2;

}

System.out.println("正常的执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");

start = System.currentTimeMillis();

getJava_Final();

System.out.println("调用final修饰的方法执行时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "毫秒时间");

}

}

结果为:

第一次:

调用不带final修饰的方法执行时间为:1732毫秒时间

正常的执行时间为:1498毫秒时间

调用final修饰的方法执行时间为:1593毫秒时间

第二次:

调用不带final修饰的方法执行时间为:1217毫秒时间

正常的执行时间为:1031毫秒时间

调用final修饰的方法执行时间为:1124毫秒时间

第三次:

调用不带final修饰的方法执行时间为:1154毫秒时间

正常的执行时间为:1140毫秒时间

调用final修饰的方法执行时间为:1202毫秒时间

第四次:

调用不带final修饰的方法执行时间为:1139毫秒时间

正常的执行时间为:999毫秒时间

调用final修饰的方法执行时间为:1092毫秒时间

第五次:

调用不带final修饰的方法执行时间为:1186毫秒时间

正常的执行时间为:1030毫秒时间

调用final修饰的方法执行时间为:1109毫秒时间

由以上运行结果不难看出,执行最快的是“正常的执行”即代码直接编写,而使用final修饰的方法,不像有些书上或者文章上所说的那样,速度与效率与“正常的执行”无异,而是位于第二位,最差的是调用不加final修饰的方法。

观点:加了比不加好一点。

1、使用final修饰变量会让变量的值不能被改变吗;

见代码:

public class Final {

public static void main(String[] args) {

Color.color[3] = "white";

for (String color : Color.color)

System.out.print(color+" ");

}

}

class Color {

public static final String[] color = { "red", "blue", "yellow", "black" };

}

执行结果:

red blue yellow white

看!,黑色变成了白色。

在使用findbugs插件时,就会提示public static String[] color = { “red”, “blue”, “yellow”, “black” };这行代码不安全,但加上final修饰,这行代码仍然是不安全的,因为final没有做到保证变量的值不会被修改!原因是:final关键字只能保证变量本身不能被赋与新值,而不能保证变量的内部结构不被修改。例如在main方法有如下代码Color.color = new String[]{“”};就会报错了。那可能有的同学就会问了,加上final关键字不能保证数组不会被外部修改,那有什么方法能够保证呢?答案就是降低访问级别,把数组设为private。这样的话,就解决了数组在外部被修改的不安全性,但也产生了另一个问题,那就是这个数组要被外部使用的。

解决这个问题见代码:

import java.util.AbstractList;

import java.util.List;

public class Final {

public static void main(String[] args) {

for (String color : Color.color)

System.out.print(color + " ");

Color.color.set(3, "white");

}

}

class Color {

private static String[] _color = { "red", "blue", "yellow", "black" };

public static List color = new AbstractList() {

@Override

public String get(int index) {

return _color[index];

}

@Override

public String set(int index, String value) {

throw new RuntimeException("为了代码安全,不能修改数组");

}

@Override

public int size() {

return _color.length;

}

};

这样就OK了,既保证了代码安全,又能让数组中的元素被访问了。