一、final
使用final關(guān)鍵字做標(biāo)識(shí)有“最終的”含義撤缴。
- final 修飾類，則該類不允許被繼承叽唱。
- final 修飾方法屈呕，則該方法不允許被重寫。
- final 修飾屬性棺亭，則該類的該屬性不會(huì)進(jìn)行隱式的初始化虎眨，所以 該final 屬性的初始化屬性必須有值，或在構(gòu)造方法中賦值(但只能選其一镶摘，且必須選其一)嗽桩。
- final修飾的變量稱為常量（大寫字母表示），只能被賦值一次凄敢，且賦值之后無法改變涤躲，這里的變量又可以分為基本類型變量和引用類型變量，final修飾基本類型變量時(shí)贡未，變量的值不可改變；修飾引用變量時(shí)蒙袍，變量指向的對(duì)象地址不可改變俊卤，但對(duì)象內(nèi)部的屬性可以發(fā)生改變。
@Test
public void test() {
final int i = 1;
i = 2;//不能重新賦值
final List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);//引用對(duì)象可以改變內(nèi)部屬性
list.add(2);
list.add(3);
list = new LinkedList<>();//不能重新賦值
}
基本類型和對(duì)象引用地址存放在棧內(nèi)存中害幅，對(duì)象實(shí)例存放在堆內(nèi)存中消恍。從JVM角度來看，對(duì)于final變量以现，不能改變內(nèi)存中 棧 里面的值狠怨，但不影響操作堆里對(duì)象的屬性约啊。
二、重排序
對(duì)于 final 域佣赖，編譯器和處理器要遵守兩個(gè)重排序規(guī)則：
- 在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)對(duì)一個(gè) final 域的寫入恰矩，與隨后把這個(gè)被構(gòu)造對(duì)象的引用賦值給一個(gè)引用變量，這兩個(gè)操作之間不能重排序憎蛤。
- 初次讀一個(gè)包含 final 域的對(duì)象的引用外傅，與隨后初次讀這個(gè) final 域，這兩個(gè)操作之間不能重排序俩檬。
public class FinalExample {
int i; // 普通變量
final int j; //final 變量
static FinalExample obj;
public void FinalExample () { // 構(gòu)造函數(shù)
i = 1; // 寫普通域
j = 2; // 寫 final 域
}
public static void writer () { // 寫線程 A 執(zhí)行
obj = new FinalExample ();
}
public static void reader () { // 讀線程 B 執(zhí)行
FinalExample object = obj; // 讀對(duì)象引用
int a = object.i; // 讀普通域
int b = object.j; // 讀 final 域
}
}
這里假設(shè)一個(gè)線程 A 執(zhí)行 writer () 方法萎胰，隨后另一個(gè)線程 B 執(zhí)行 reader () 方法。
下面我們通過這兩個(gè)線程的交互來說明這兩個(gè)規(guī)則棚辽。
1）寫 final 域的重排序規(guī)則
寫 final 域的重排序規(guī)則禁止把 final 域的寫重排序到構(gòu)造函數(shù)之外技竟。這個(gè)規(guī)則的實(shí)現(xiàn)包含下面 2 個(gè)方面：
- JMM 禁止編譯器把 final 域的寫重排序到構(gòu)造函數(shù)之外。
- 編譯器會(huì)在 final 域的寫之后屈藐，構(gòu)造函數(shù) return 之前榔组，插入一個(gè) StoreStore 屏障。這個(gè)屏障禁止處理器把 final 域的寫重排序到構(gòu)造函數(shù)之外估盘。
下面是一種可能的執(zhí)行時(shí)序：
在上圖中瓷患，寫普通域的操作被編譯器重排序到了構(gòu)造函數(shù)之外，讀線程 B 錯(cuò)誤的讀取了普通變量 i 初始化之前的值遣妥。而寫 final 域的操作擅编，被寫 final 域的重排序規(guī)則“限定”在了構(gòu)造函數(shù)之內(nèi)，讀線程 B 正確的讀取了 final 變量初始化之后的值箫踩。
寫 final 域的重排序規(guī)則可以確保：在對(duì)象引用為任意線程可見之前爱态，對(duì)象的 final 域已經(jīng)被正確初始化過了，而普通域不具有這個(gè)保障境钟。以上圖為例锦担，在讀線程 B“看到”對(duì)象引用 obj 時(shí)，很可能 obj 對(duì)象還沒有構(gòu)造完成（對(duì)普通域 i 的寫操作被重排序到構(gòu)造函數(shù)外慨削，此時(shí)初始值 2 還沒有寫入普通域 i）洞渔。
2）讀 final 域的重排序規(guī)則
在一個(gè)線程中，初次讀對(duì)象引用與初次讀該對(duì)象包含的 final 域缚态，JMM 禁止處理器重排序這兩個(gè)操作（注意磁椒，這個(gè)規(guī)則僅僅針對(duì)處理器）。編譯器會(huì)在讀 final 域操作的前面插入一個(gè) LoadLoad 屏障玫芦。
下面是一種可能的執(zhí)行時(shí)序：
在上圖中浆熔，讀對(duì)象的普通域的操作被處理器重排序到讀對(duì)象引用之前。讀普通域時(shí)桥帆，該域還沒有被寫線程 A 寫入医增，這是一個(gè)錯(cuò)誤的讀取操作慎皱。而讀 final 域的重排序規(guī)則會(huì)把讀對(duì)象 final 域的操作“限定”在讀對(duì)象引用之后，此時(shí)該 final 域已經(jīng)被 A 線程初始化過了叶骨，這是一個(gè)正確的讀取操作茫多。
讀 final 域的重排序規(guī)則可以確保：在讀一個(gè)對(duì)象的 final 域之前，一定會(huì)先讀包含這個(gè) final 域的對(duì)象的引用邓萨。在這個(gè)示例程序中地梨，如果該引用不為 null，那么引用對(duì)象的 final 域一定已經(jīng)被 A 線程初始化過了缔恳。
總結(jié)：寫 final 域的重排序規(guī)則會(huì)要求譯編器在 final 域的寫之后宝剖，構(gòu)造函數(shù) return 之前，插入一個(gè) StoreStore 障屏歉甚。讀 final 域的重排序規(guī)則要求編譯器在讀 final 域的操作前面插入一個(gè) LoadLoad 屏障万细。
3）JSR-133 為什么要增強(qiáng) final 的語義
在舊的 Java 內(nèi)存模型中 ，最嚴(yán)重的一個(gè)缺陷就是線程可能看到 final 域的值會(huì)改變纸泄。比如赖钞，一個(gè)線程當(dāng)前看到一個(gè)整形 final 域的值為 0（還未初始化之前的默認(rèn)值），過一段時(shí)間之后這個(gè)線程再去讀這個(gè) final 域的值時(shí)聘裁，卻發(fā)現(xiàn)值變?yōu)榱?1（被某個(gè)線程初始化之后的值）雪营。最常見的例子就是在舊的 Java 內(nèi)存模型中，String 的值可能會(huì)改變
為了修補(bǔ)這個(gè)漏洞衡便，JSR-133 專家組增強(qiáng)了 final 的語義献起。通過為 final 域增加寫和讀重排序規(guī)則，可以為 java 程序員提供初始化安全保證：只要對(duì)象是正確構(gòu)造的（被構(gòu)造對(duì)象的引用在構(gòu)造函數(shù)中沒有“逸出”）镣陕，那么不需要使用同步（指 lock 和 volatile 的使用）谴餐，就可以保證任意線程都能看到這個(gè) final 域在構(gòu)造函數(shù)中被初始化之后的值。
final 只能保證初始化完成后的可見性呆抑，無法禁止指令重排序岂嗓，這點(diǎn)和 volatile 關(guān)鍵字是有區(qū)別的。
參考鏈接：
http://www.reibang.com/p/b4d4506d3585
https://www.infoq.cn/article/java-memory-model-6
http://www.reibang.com/p/067b6c89875a
