Java 面试题：谈谈 final、finally、 finalize 有什么不同？

文章目录

1、面试问题

今天的面试问题：谈谈final、finally、finalize有什么不同？

2、问题分析

这个问题主要考察以下几个关键点：

语法和定义：了解final、finally、finalize的基本定义和用法。
应用场景：掌握它们在实际编程中的应用场景。
设计目的：理解它们设计的目的和使用中的注意事项。
性能和最佳实践：了解它们在性能和最佳实践方面的影响和推荐使用方式。

这个问题不仅考察基础知识，还涉及Java编程的语法、内存管理和异常处理机制，是评估Java开发者技能的一个重要方面。

3、典型回答

final：

定义：final关键字可以用来修饰类、方法和变量。

用法：

修饰类：表示该类不能被继承。

public final class FinalClass {
    // Class implementation
}

修饰方法：表示该方法不能被重写。

public class ParentClass {
    public final void finalMethod() {
        // Method implementation
    }
}

修饰变量：表示该变量的值不能被修改。

public class Example {
    public static final int CONSTANT = 10;
}

应用场景：用于明确不可修改的类、方法和变量，提供更好的代码安全性和可读性。

finally：

定义：finally块用于保证无论是否抛出异常，都必须执行特定代码。

用法：

try {
    // Code that may throw an exception
} catch (Exception e) {
    // Exception handling code
} finally {
    // Code that will always be executed
}

应用场景：用于资源释放，如关闭文件流、数据库连接等，确保资源不泄露。

finalize：

定义：finalize方法是java.lang.Object类的一个方法，用于在对象被垃圾收集前进行清理操作。

用法：

@Override
protected void finalize() throws Throwable {
    try {
        // Cleanup code
    } finally {
        super.finalize();
    }
}

应用场景：用于清理资源，但不推荐使用。finalize机制在JDK 9中被标记为deprecated，建议使用其他方式进行资源管理，如try-with-resources或Cleaner机制。

4、问题深入

如果继续深入，面试官可以从各种不同的角度考察，比如可以：

4.1、解释final在类、方法和变量中的具体作用和意义

final 修饰类

作用：表示该类不能被继承，防止类的继承和扩展。
意义：确保类的设计不被改变，特别是对于工具类和不可变类（immutable class）。
示例：

public final class UtilityClass {
    public static void utilityMethod() {
        // Utility method implementation
    }
}

应用场景：用于创建工具类或不可变类，防止类被继承和修改。

final 修饰方法：

作用：表示该方法不能被重写（override）。
意义：确保关键方法的行为不被子类修改，维护方法的逻辑一致性。
示例：

public class ParentClass {
    public final void criticalMethod() {
        // Critical method implementation
    }
}

public class ChildClass extends ParentClass {
    // 不能重写criticalMethod
}

应用场景：用于保护类中的关键方法，防止子类修改其行为。

final 修饰变量：

作用：表示该变量的值一旦初始化后就不能被修改。
意义：确保变量的值不可变，增加代码的安全性和可读性。
示例：

public class Constants {
    public static final int MAX_SIZE = 100;
    private final int id;

    public Constants(int id) {
        this.id = id;
    }
}

应用场景：用于定义常量，确保变量在初始化后不被修改。

4.2、讨论finally块的执行时机和特例情况

finally块的执行时机

正常情况下：在try块或catch块执行结束后，finally块中的代码一定会被执行。
异常情况下：即使try块或catch块中抛出了异常，finally块中的代码仍然会被执行。

示例：

try {
    // Code that may throw an exception
} catch (Exception e) {
    // Exception handling code
} finally {
    // Code that will always be executed
}

特例情况

System.exit()：如果在try块或catch块中调用了System.exit()方法，finally块中的代码不会被执行。
虚拟机崩溃：如果JVM崩溃，finally块中的代码也不会被执行。

示例：

try {
    System.exit(0); // JVM退出，finally块不会执行
} finally {
    System.out.println("This will not be printed");
}

4.3、解释finalize方法的工作原理和为什么不推荐使用

finalize方法的工作原理

定义：finalize是java.lang.Object类的一个方法，用于在对象被垃圾收集前进行资源清理。
调用时机：垃圾收集器在回收对象前调用finalize方法，但调用时间不确定。
实现方式：可以在类中覆盖finalize方法来实现自定义的资源清理逻辑。

示例：

public class Resource {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        try {
            // Cleanup code
        } finally {
            super.finalize();
        }
    }
}

不推荐使用原因

不确定性：无法保证finalize方法的执行时间，可能导致资源长时间未被释放。
性能问题：增加垃圾收集器的负担，影响性能。
替代方案：建议使用try-with-resources或Cleaner机制进行资源管理。

4.4、讨论使用final关键字的最佳实践

修饰类

最佳实践：用于创建工具类或不可变类，防止类被继承和修改。
示例：

public final class UtilityClass {
    // Utility methods
}

修饰方法

最佳实践：用于保护类中的关键方法，防止子类修改其行为。
示例：

public class ParentClass {
    public final void criticalMethod() {
        // Critical code
    }
}

修饰变量

最佳实践：用于定义常量，确保变量在初始化后不被修改，增加代码的安全性和可读性。
示例：

public class Constants {
    public static final int MAX_SIZE = 100;
    private final int id;

    public Constants(int id) {
        this.id = id;
    }
}

4.5、讨论try-with-resources语句及其优势

定义

定义：try-with-resources是Java 7引入的一种资源管理方式，自动关闭实现AutoCloseable接口的资源。
语法：在try块中声明的资源会在try块结束后自动关闭。

示例：

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) {
    // Read file
} catch (IOException e) {
    // Handle exception
}

优势

简化代码：减少显式关闭资源的代码。
自动关闭：自动关闭资源，防止资源泄露。
处理异常：更好地处理异常，简化异常处理逻辑。

4.6、讨论Java 9引入的Cleaner机制

定义

定义：Cleaner是Java 9引入的一种资源清理机制，提供比finalize更安全和高效的资源管理方式。
工作原理：使用Cleaner类来注册对象和清理操作，垃圾收集器在对象被回收时执行清理操作。

示例：

Cleaner cleaner = Cleaner.create();

class Resource implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // Cleanup code
    }
}

Resource resource = new Resource();
cleaner.register(object, resource);

优势

确定性：Cleaner的执行时间更加确定。
性能：减少GC的开销，提高性能。
简单易用：提供更简单的API，方便资源管理。

通过这些详细的解答，面试官可以评估候选人对Java中final、finally、finalize的理解深度，以及他们在实际开发中应用这些知识的能力。

栗筝i