java为什么匿名内部类的参数引用时final?

java为什么匿名内部类的参数引用时final 反而会报错?在《JAVA编程思想》书中看到的 不是很清楚 看得迷迷糊糊 的
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15 个回答

喜欢看生肉的同学就不用看我的回答了,直接看R大的三篇回答,尤其是第一篇后面的回复部分。
我只是试着用大白话做个简单的整理,希望能更容易理解一点。

1. 闭包(Closure)
什么是闭包,大白话不怎么严谨的说就是:
  1. 一个依赖于外部环境自由变量的函数
  2. 这个函数能够访问外部环境里的自由变量

看下面这个Javascript闭包的例子:
function Add(y) {  
    return function(x) {  
        return x + y  
    }  
} 
对内部函数function(x)来讲,y就是自由变量,而且function(x)的返回值,依赖于这个外部自由变量y。而往上推一层,外围Add(y)函数正好就是那个包含自由变量y的环境。而且Javascript的语法允许内部函数function(x)访问外部函数Add(y)的局部变量。满足这三个条件,所以这个时候,外部函数Add(y)对内部函数function(x)构成了闭包。

闭包的结构,如果用λ演算表达式来写,就是多参数的Currying技术。
> λx.λy.x+y

但在Java中我们看不到这样的结构。因为Java主流语法不允许这样的直接的函数套嵌和跨域访问变量。

2. 类和对象
但Java中真的不存在闭包吗?正好相反,Java到处都是闭包,所以反而我们感觉不出来在使用闭包。因为Java的“对象”其实就是一个闭包。其实无论是闭包也好,对象也好,都是一种数据封装的手段。看下面这个类,
class Add{
    private int x=2;
    public int add(){
	int y=3;
    	return x+y;
    }
}
看上去x在函数add()的作用域外面,但是通过Add类实例化的过程,变量”x“和数值”2“之间已经绑定了,而且和函数add()也已经打包在一起。add()函数其实是透过this关键字来访问对象的成员字段的。

如果对闭包有疑问,可以看这个更详细的回答:
闭包(计算机科学)是什么? - 胖胖的回答

3. Java内部类是闭包:包含指向外部类的指针
那Java里有没有除了实例对象之外的闭包结构?Java中的内部类就是一个典型的闭包结构。例子如下,
public class Outer {
    private class Inner{
        private y=100;
        public int innerAdd(){
            return x+y;
        }
    }
    private int x=100;
}
下图画的就是上面代码的结构。内部类(Inner Class)通过包含一个指向外部类的引用,做到自由访问外部环境类的所有字段,变相把环境中的自由变量封装到函数里,形成一个闭包。

4. 别扭的匿名内部类
但Java匿名内部类就做得比较尴尬。下面这个例子中,getAnnoInner负责返回一个匿名内部类的引用。
interface AnnoInner(){addXYZ();}
public class Outer {
    public AnnoInner getAnnoInner(final int x){
        final int y=100;
        return new AnnoInner(){
            int z=100;
            public int addXYZ(){return x+y+z;}
            //public void changeY(){y+=1;}	//这个函数无法修改外部环境中的自由变量y。
        };
    }

    private int num=100;
}
匿名内部类因为是匿名,所以不能显式地声明构造函数,也不能往构造函数里传参数。不但返回的只是个叫AnnoInner的接口,而且还没有和它外围环境getAnnoInner()方法的局部变量x和y构成任何类的结构。但它的addXYZ()函数却直接使用了x和y这两个自由变量来计算结果。这就说明,外部方法getAnnoInner()事实上已经对内部类AnnoInner构成了一个闭包。

但这里别扭的地方是这两个x和y都必须用final修饰,不可以修改。如果用一个changeY()函数试图修改外部getAnnoInner()函数的成员变量y,编译器通不过,
error: cannot assign a value to final variable y
这是为什么呢?因为这里Java编译器支持了闭包,但支持地不完整。说支持了闭包,是因为编译器编译的时候其实悄悄对函数做了手脚,偷偷把外部环境方法的x和y局部变量,拷贝了一份到匿名内部类里。如下面的代码所示。
interface AnnoInner(){addXYZ();}
public class Outer {
    public AnnoInner getAnnoInner(final int x){
        final int y=100;
        return new AnnoInner(){
			int copyX=x;	//编译器相当于拷贝了外部自由变量x的一个副本到匿名内部类里。
			int copyY=y;	//编译器相当于拷贝了外部自由变量y的一个副本到匿名内部类里。
            int z=100;
            public int addXYZ(){return x+y+z;}
            //public void changeY(){y+=1;}	//这个函数无法修改外部环境中的自由变量y。
        };
    }

    private int num=100;
}
所以用R大回答里的原话说就是:
Java编译器实现的只是capture-by-value,并没有实现capture-by-reference。
而只有后者才能保持匿名内部类和外部环境局部变量保持同步。

但Java又不肯明说,只能粗暴地一刀切,就说既然内外不能同步,那就不许大家改外围的局部变量。

5. 其他和匿名内部类相似的结构
《Think in Java》书里,只点出了匿名内部类来自外部闭包环境的自由变量必须是final的。但实际上,其他几种不太常用的内部类形式,也都有这个特性。

比如在外部类成员方法内部的内部类。
public class Outer {
    public foo(final int x){
        final int y=100;
        public class MethodInner{
			int z=100;
            public int addXYZ(){return x+y+z;}
        }
    }
}

比如在一个代码块block里的内部类。
public class Outer {
    {
        final int x=100;
        final int y=100;
        class BlockInner{
            int z=100;
            public int addXYZ(){return x+y+z;}
        }
        BlockInner bi=new BlockInner();
        num=bi.addXYZ();
    }
	private int num;
}
很久之前写的博客,终于派上用场了:
为什么必须是final的呢?