深入理解java的finalize

痛定思痛。 2022-08-24 11:52 256阅读 0赞

## 基本预备相关知识  ##

1 java的GC只负责内存相关的清理，所有其它资源的清理必须由程序员手工完成。要不然会引起资源泄露，有可能导致程序崩溃。

2 调用GC并不保证GC实际执行。

3 finalize抛出的未捕获异常只会导致该对象的finalize执行退出。

4 用户可以自己调用对象的finalize方法，但是这种调用是正常的方法调用，和对象的销毁过程无关。

5 JVM保证在一个对象所占用的内存被回收之前，如果它实现了finalize方法，则该方法一定会被调用。Object的默认finalize什么都不做，为了效率，GC可以认为一个什么都不做的finalize不存在。

6 对象的finalize调用链和clone调用链一样，必须手工构造。 如 ：

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **protected** **void** finalize() **throws** Throwable \{  
2.      **super**.finalize();  
3.  \}

## 对象的销毁过程  ##

在对象的销毁过程中，按照对象的finalize的执行情况，可以分为以下几种，系统会记录对象的对应状态：

unfinalized 没有执行finalize，系统也不准备执行。

finalizable 可以执行finalize了，系统会在随后的某个时间执行finalize。

finalized 该对象的finalize已经被执行了。   
  
GC怎么来保持对finalizable的对象的追踪呢。GC有一个Queue，叫做F-Queue，所有对象在变为finalizable的时候会加入到该Queue，然后等待GC执行它的finalize方法。

这时我们引入了对对象的另外一种记录分类，系统可以检查到一个对象属于哪一种。

reachable 从活动的对象引用链可以到达的对象。包括所有线程当前栈的局部变量，所有的静态变量等等。

finalizer-reachable 除了reachable外，从F-Queue可以通过引用到达的对象。

unreachable 其它的对象。   
  
来看看对象的状态转换图。   
![cde0952b-6cb4-3124-894f-dd807b2905fc.jpg][]    
好大，好晕，慢慢看。

1 首先，所有的对象都是从Reachable+Unfinalized走向死亡之路的。

2 当从当前活动集到对象不可达时，对象可以从Reachable状态变到F-Reachable或者Unreachable状态。

3 当对象为非Reachable+Unfinalized时，GC会把它移入F-Queue，状态变为F-Reachable+Finalizable。

4 好了，关键的来了，任何时候，GC都可以从F-Queue中拿到一个Finalizable的对象，标记它为Finalized，然后执行它的finalize方法，由于该对象在这个线程中又可达了，于是该对象变成Reachable了（并且Finalized）。而finalize方法执行时，又有可能把其它的F-Reachable的对象变为一个Reachable的，这个叫做对象再生。

5 当一个对象在Unreachable+Unfinalized时，如果该对象使用的是默认的Object的finalize，或者虽然重写了，但是新的实现什么也不干。为了性能，GC可以把该对象之间变到Reclaimed状态直接销毁，而不用加入到F-Queue等待GC做进一步处理。

6 从状态图看出，不管怎么折腾，任意一个对象的finalize只至多执行一次，一旦对象变为Finalized，就怎么也不会在回到F-Queue去了。当然没有机会再执行finalize了。

7 当对象处于Unreachable+Finalized时，该对象离真正的死亡不远了。GC可以安全的回收该对象的内存了。进入Reclaimed。

## 对象重生的例子  ##

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **class** C \{  
2.      **static** A a;  
3.  \}  
4.    
5.  **class** A \{  
6.      B b;  
7.    
8.      **public** A(B b) \{  
9.          **this**.b = b;  
10.     \}  
11.   
12.     @Override  
13.     **public** **void** finalize() \{  
14.         System.out.println("A finalize");  
15.         C.a = **this**;  
16.     \}  
17. \}  
18.   
19. **class** B \{  
20.     String name;  
21.     **int** age;  
22.   
23.     **public** B(String name, **int** age) \{  
24.         **this**.name = name;  
25.         **this**.age = age;  
26.     \}  
27.   
28.     @Override  
29.     **public** **void** finalize() \{  
30.         System.out.println("B finalize");  
31.     \}  
32.   
33.     @Override  
34.     **public** String toString() \{  
35.         **return** name + " is " + age;  
36.     \}  
37. \}  
38.   
39. **public** **class** Main \{  
40.     **public** **static** **void** main(String\[\] args) **throws** Exception \{  
41.         A a = **new** A(**new** B("allen", 20));  
42.         a = **null**;  
43.   
44.         System.gc();  
45.         Thread.sleep(5000);  
46.         System.out.println(C.a.b);  
47.     \}  
48. \}

期待输出

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  A finalize  
2.  B finalize  
3.  allen is 20

但是有可能失败，源于GC的不确定性以及时序问题，多跑几次应该可以有成功的。详细解释见文末的参考文档。

## 对象的finalize的执行顺序  ##

所有finalizable的对象的finalize的执行是不确定的，既不确定由哪个线程执行，也不确定执行的顺序。   
考虑以下情况就明白为什么了，实例a,b,c是一组相互循环引用的finalizable对象。

## 何时及如何使用finalize  ##

从以上的分析得出，以下结论。   
1 最重要的，尽量不要用finalize，太复杂了，还是让系统照管比较好。可以定义其它的方法来释放非内存资源。   
2 如果用，尽量简单。   
3 如果用，避免对象再生，这个是自己给自己找麻烦。   
4 可以用来保护非内存资源被释放。即使我们定义了其它的方法来释放非内存资源，但是其它人未必会调用该方法来释放。在finalize里面可以检查一下，如果没有释放就释放好了，晚释放总比不释放好。   
5 即使对象的finalize已经运行了，不能保证该对象被销毁。要实现一些保证对象彻底被销毁时的动作，只能依赖于java.lang.ref里面的类和GC交互了。

## 参考  ##

关于引用类型，GC，finalize的相互交互可以参考 [ReferenceQueue GC finalize Reference 测试及相关问题][ReferenceQueue GC finalize Reference]

[icon_star.png]: /images/20220823/038102c343af4f75947a20e5d072779e.png
[cde0952b-6cb4-3124-894f-dd807b2905fc.jpg]: /images/20220823/5be3d1fee2c34f3b9666e07b2143f06f.png
[ReferenceQueue GC finalize Reference]: http://zhang-xzhi-xjtu.iteye.com/blog/413159