Java final关键字：阻止继承和多态

在 Java 中，声明类、变量和方法时，可使用关键字 final 来修饰。final 所修饰的数据具有“终态”的特征，表示“最终的”意思。具体规定如下：

• final 修饰的类不能被继承。
• final 修饰的方法不能被子类重写。
• final 修饰的变量（成员变量或局部变量）即成为常量，只能赋值一次。
• final 修饰的成员变量必须在声明的同时赋值，如果在声明的时候没有赋值，那么只有 一次赋值的机会，而且只能在构造方法中显式赋值，然后才能使用。
• final 修饰的局部变量可以只声明不赋值，然后再进行一次性的赋值。

final 一般用于修饰那些通用性的功能、实现方式或取值不能随意被改变的数据，以避免被误用，例如实现数学三角方法、幂运算等功能的方法，以及数学常量π=3.141593、e=2.71828 等。

事实上，为确保终态性，提供了上述方法和常量的 java.lang.Math 类也已被定义为final 的。

需要注意的是，如果将引用类型（任何类的类型）的变量标记为 final，那么该变量不能指向任何其它对象。但可以改变对象的内容，因为只有引用本身是 final 的。

如果变量被标记为 final，其结果是使它成为常数。想改变 final 变量的值会导致一个编译错误。下面是一个正确定义 final 变量的例子：

public final int MAX_ARRAY_SIZE = 25;  // 常量名一般大写

常量因为有 final 修饰，所以不能被继承。

请看下面的代码：

public final class Demo{
    public static final int TOTAL_NUMBER = 5;
    public int id;
    public Demo() {
        // 非法，对final变量TOTAL_NUMBER进行二次赋值了
        // 因为++TOTAL_NUMBER相当于 TOTAL_NUMBER=TOTAL_NUMBER+1
        id = ++TOTAL_NUMBER;
    }
    public static void main(String[] args) {
        final Demo t = new Demo();
        final int i = 10;
        final int j;
        j = 20;
        j = 30;  // 非法，对final变量进行二次赋值
    }
}

final 也可以用来修饰类（放在 class 关键字前面），阻止该类再派生出子类，例如 Java.lang.String 就是一个 final 类。这样做是出于安全原因，因为要保证一旦有字符串的引用，就必须是类 String 的字符串，而不是某个其它类的字符串（String 类可能被恶意继承并篡改）。

方法也可以被 final 修饰，被 final 修饰的方法不能被覆盖；变量也可以被 final 修饰，被 final 修饰的变量在创建对象以后就不允许改变它们的值了。一旦将一个类声明为 final，那么该类包含的方法也将被隐式地声明为 final，但是变量不是。

被 final 修饰的方法为静态绑定，不会产生多态（动态绑定），程序在运行时不需要再检索方法表，能够提高代码的执行效率。在Java中，被 static 或 private 修饰的方法会被隐式的声明为 final，因为动态绑定没有意义。

由于动态绑定会消耗资源并且很多时候没有必要，所以有一些程序员认为：除非有足够的理由使用多态性，否则应该将所有的方法都用 final 修饰。

这样的认识未免有些偏激，因为 JVM 中的即时编译器能够实时监控程序的运行信息，可以准确的知道类之间的继承关系。如果一个方法没有被覆盖并且很短，编译器就能够对它进行优化处理，这个过程为称为内联(inlining)。例如，内联调用 e.getName() 将被替换为访问 e.name 变量。这是一项很有意义的改进，这是由于CPU在处理调用方法的指令时，使用的分支转移会扰乱预取指令的策略，所以，这被视为不受欢迎的。然而，如果 getName() 在另外一个类中被覆盖，那么编译器就无法知道覆盖的代码将会做什么操作，因此也就不能对它进行内联处理了。