Java 进阶特性

本章补充 Java 中容易被忽视但面试常考的知识点：static、final、内部类、匿名内部类、动态代理与注解。

一、static 关键字

• static 修饰的方法或变量不依赖于对象即可访问，只要类被加载，就可以通过类名直接访问。
• 静态变量被所有对象共享，在内存中只有一个副本，当且仅当类初次加载时被初始化。
• 所有的静态方法和静态变量都可以通过对象访问（只要访问权限足够），因此可以通过 this 访问静态成员。
• static 不允许修饰局部变量。
• 静态代码块在类加载时执行，常用于初始化静态资源。

二、final 关键字

修饰目标	作用
成员变量	必须在声明时初始化或在构造器中初始化，否则编译错误；只读
方法	不可以被子类重写
类	功能完整，不能被继承
本地变量	赋值后不可再修改

final 与多线程/性能：

• final 变量可以安全地在多线程环境下共享，无需额外的同步开销（JMM 对 final 字段的初始化保证）。
• final 关键字提高了性能：JVM 和 Java 应用会缓存 final 变量，JVM 会对方法、变量及类进行优化。

final 与内部类： 方法内部的（匿名）内部类访问方法中的局部变量时，该变量必须用 final 修饰（Java 8 起可省略但语义不变）。

三、内部类

对比项	非静态内部类	静态内部类
实例化	必须先创建外部类对象，再通过外部类对象调用内部类构造器	可直接通过外部类调用内部类构造器
访问外部类成员	可直接访问外部类所有数据（包括私有数据）	只能访问外部类的静态成员
在外部类静态方法中实例化	不行	可以

补充：非静态内部类的方法可以直接访问外部类的所有数据（包括私有数据），因为它持有外部类对象的引用。

四、匿名内部类

• 不能定义任何静态成员、静态方法。
• 方法不能是抽象的。
• 必须实现接口或抽象父类的所有抽象方法。
• 不能定义构造器（没有类名）。
• 访问外部类的成员变量或成员方法时，必须用 final 修饰（Java 8 后为 effectively final）。

典型应用：Android 中的事件监听、回调、Runnable 等。

五、动态代理

动态代理在运行期动态生成代理类，无需手动编写代理类。Java 提供 java.lang.reflect.Proxy 支持基于接口的动态代理。

// 定义接口
public interface BaseInterface {
    void doSomething();
}

// 实现类
public class BaseImpl implements BaseInterface {
    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("doSomething");
    }
}

// 动态代理
BaseImpl base = new BaseImpl();
BaseInterface proxyInstance = (BaseInterface) Proxy.newProxyInstance(
        base.getClass().getClassLoader(),
        base.getClass().getInterfaces(),
        new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                if (method.getName().equals("doSomething")) {
                    method.invoke(base, args);
                    System.out.println("do more");
                }
                return null;
            }
        });

proxyInstance.doSomething();

核心要素：

• Proxy.newProxyInstance(ClassLoader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler) 生成代理对象。
• InvocationHandler.invoke() 中可对方法调用做增强（如日志、权限、事务）。
• 代理类缓存在 proxyClassCache（WeakCache）中，避免重复生成。

典型应用： Retrofit 动态接口、AOP 切面、Android 的插件化/热修复框架等。

六、元注解

元注解是注解的注解，用于定义新注解时使用：

元注解	作用
@Target	指定注解可以修饰的目标（类、方法、字段、参数等）
@Retention	指定注解保留策略（SOURCE 源码、CLASS 字节码、RUNTIME 运行时）
@Documented	注解是否包含在 javadoc 中
@Inherited	注解是否可被继承
@Repeatable	注解是否可重复使用（Java 8 引入）

Retention 三个级别：

策略	说明	典型应用
SOURCE	源码中有效，编译后丢弃	@Override、@SuppressWarnings
CLASS	字节码中保留，运行时不可反射获取	默认策略
RUNTIME	运行时保留，可通过反射读取	注解框架（Retrofit、ButterKnife 等）