Java SE基础巩固（三）：常用的关键字

Java中的关键字很多，至少有50个左右，常见的new，final，try，catch等等，其中大多数关键字的意义都很简单，基本上根据英文意思就能知道其功能，本文不会对那些简单的关键字做介绍，仅挑选了几个使用频率较高，但又可能导致“迷惑”的关键字来讨论。

1 transient

transient关键字可修饰于类成员变量，作用是当类的对象发生序列化的时候，最终的序列化内容不包括被修饰的成员变量。下面的代码演示了transient的功能：

public class User implements Serializable {

    private String username;

    private transient String password;
    
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "username='" + username + '\'' +
                ", password='" + password + '\'' +
                '}';
    }
    //setter and getter
}
public class TransientTest {

    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();

        user.setUsername("yeonon");
        user.setPassword("admin");

        System.out.println("在序列化之前:");
        System.out.println(user);
        System.out.println("----------------------");

        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
                new FileOutputStream(
                        "E:\\Java_project\\effective-java\\src\\top\\yeonon\\ch11\\user.txt"))){
            oos.writeObject(user);
            oos.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
                new FileInputStream("E:\\Java_project\\effective-java\\src\\top\\yeonon\\ch11\\user.txt"))){
            User user1 = (User) ois.readObject();
            System.out.println("序列化之后读取到的：");
            System.out.println(user1);
        } catch (IOException  | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

User类首先得实现Serializable接口，然后我在password成员变量上增加了transient关键字，在主类中，用ObjectOutputStream和ObjectInputStream来做序列化和反序列化。

执行后的输出结果如下：

在序列化之前:
User{username='yeonon', password='admin'}
----------------------
序列化之后读取到的：
User{username='yeonon', password='null'}

发现序列化之后，再读取时，password是null，这说明序列化的内容没有包括password。

顺便说一下，在实际写代码的时候最好不要使用user1这种变量名，这里只是为了方便，随手写的。

2 instanceof

这是一个二元操作符，也算是关键字，作用是判断左边的对象是否是右边类的实例。如下所示：

User user = new User();
if (user instanceof User) {
    System.out.println("user object is instance of User class");
} else {
    System.out.println("user object is'n instance of User class");
}

这里肯定会输出user object is instance of User class。如果我们将User替换成Object，也一样会输出这段话，这说明instanceof还可以用于继承体系，即可以用来判断继承体系中子类的实例是否是父类的实现。

3 volatile

这个多用于并发环境下，功能有两个：

禁止指令重排
保证可见性

关于volatile的介绍，在我之前的文章 Java虚拟机（二）：Java内存模型有详细解释，在此不再赘述。

4 synchronized

和volatile一样，多用于并发环境下，其作用就是给某个代码段或者方法加上内置锁。拿并发编程中的“Hello，World”来举个例子：

public class SyncTest {

    private int count = 0;

    public void add() {
        count += 1;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, TimeoutException, ExecutionException {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);
        SyncTest syncTest = new SyncTest();
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            service.execute(() -> {
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                    syncTest.add();
                }
            });
        }
        service.shutdown();
        service.awaitTermination(1000, TimeUnit.SECONDS);
        System.out.println(syncTest.getCount());
    }
}

这里输出的结果会是什么呢？40000？答案是不一定，可能是40000，也可能是比40000小的数，但肯定不会比40000大，因为这里至少有4个线程在并发的对count进行修改，而又没有什么同步措施，故答案不对。如果在add方法上加入synchronized关键字，就可以保证线程安全了，如下所示：

public synchronized void add() {
    count += 1;
}

这样之后，无论运行多少次代码，结果都会是40000。因为synchronized实际上是内置锁，同一时刻仅有一个线程能获取到锁，并对其进行修改，最后执行完毕释放锁，其他线程可再次竞争锁，然后如此往复，知道任务完成。

那synchronized除了作用在方法还能作用在哪呢？下面是synchronized的使用方式：

作用在实例方法上（没有static修饰的方法），相当于给对应的对象加锁，即也不能访问该对象其他的有synchronized修饰的方法，其他实例对象不受影响。
作用静态方法上，相当于给类加锁，此时的作用范围就是该类的所有实例对象，即该类的所有对象同一时刻只能访问有一个对象能访问到synchronized静态方法，而且不能访问该类的其他synchronized静态方法。
作用在代码块中，如下所示：
```
private String lock = "lock";
synchronized(lock) {
    //do something
}
//或者
synchronized(Test.class) {
    //do something
}
```
这又有两种情况，一种是括号里的是对象实例，这种情况是对对象实例加锁，对其他对象没有影响。另一种是括号里的是类对象，这种情况是对类加锁，该类的其他对象都会受到影响。

关于synchronized的其他内容（例如在虚拟机里是如何实现的？有哪些相应的指令？）就不多说了，比较本文不是专门讲并发的。

5 final

final最容易让人记住的功能就是将一个变量声明成常量了，但实际上它的作用不仅仅是这个，还可以防止指令重排，在我之前的文章Java虚拟机（二）：Java内存模型有比较详细的介绍，在此不再赘述。

6 static

static的作用也比较明显，就是将类、方法、成员变量声明成静态的。

作用在类上。不能作用在外部类，只能作用在内部类上。表明该类是外部类所拥有的，而不是外部类的对象实例拥有的。可以在类里定义静态成员，而非静态内部类则不行。
作用在方法上，表明该方法是一个类方法，和实例对象没有关系，可以直接通过类.方法的形式调用。在静态方法内部，能直接调用静态方法，但不能直接调用实例方法。
作用在成员变量上，表明该成员变量是一个类成员变量，访问规则同静态方法。

静态类作用就是方便使用，如果一个类不依赖外部类的成员变量、方法等，那么最好将其声明成静态类。

静态方法其实也是为了方便使用，在调用的时候可以直接通过类名.方法的形式调用而不需要创建一个新的实例对象，静态工厂模式就非常依赖这个特性。

静态成员变量还是为了方便使用，我们经常能在程序源代码中看到类似public static final String XXX = "YYY"的声明，这是因为静态变量可以直接访问，无论是在实例方法里，还是静态方法里都一样，这样就能避免通过参数传递了。

7 小结

本文简单的介绍了几个常用的关键字，但实际上它们的功能或者原理都远远不止于此，如果想深入了解，建议到网上搜索资料进行学习。