java finalize方法總結、GC執行finalize的過程

注:本文的目的並非鼓勵使用finalize方法,而是大體理清其做用、問題以及GC執行finalize的過程。java

 

1. finalize的做用

 

  • finalize()是Object的protected方法,子類能夠覆蓋該方法以實現資源清理工做,GC在回收對象以前調用該方法。
  • finalize()與C++中的析構函數不是對應的。C++中的析構函數調用的時機是肯定的(對象離開做用域或delete掉),但Java中的finalize的調用具備不肯定性
  • 不建議用finalize方法完成「非內存資源」的清理工做,但建議用於:① 清理本地對象(經過JNI建立的對象);② 做爲確保某些非內存資源(如Socket、文件等)釋放的一個補充:在finalize方法中顯式調用其餘資源釋放方法。其緣由可見下文[finalize的問題]

2. finalize的問題

  • 一些與finalize相關的方法,因爲一些致命的缺陷,已經被廢棄了,如System.runFinalizersOnExit()方法、Runtime.runFinalizersOnExit()方法
  • System.gc()與System.runFinalization()方法增長了finalize方法執行的機會,但不可盲目依賴它們
  • Java語言規範並不保證finalize方法會被及時地執行、並且根本不會保證它們會被執行
  • finalize方法可能會帶來性能問題。由於JVM一般在單獨的低優先級線程中完成finalize的執行
  • 對象再生問題:finalize方法中,可將待回收對象賦值給GC Roots可達的對象引用,從而達到對象再生的目的
  • finalize方法至多由GC執行一次(用戶固然能夠手動調用對象的finalize方法,但並不影響GC對finalize的行爲)

3. finalize的執行過程(生命週期)

 

(1) 首先,大體描述一下finalize流程:當對象變成(GC Roots)不可達時,GC會判斷該對象是否覆蓋了finalize方法,若未覆蓋,則直接將其回收。不然,若對象未執行過finalize方法,將其放入F-Queue隊列,由一低優先級線程執行該隊列中對象的finalize方法。執行finalize方法完畢後,GC會再次判斷該對象是否可達,若不可達,則進行回收,不然,對象「復活」。
(2) 具體的finalize流程:
對象可由兩種狀態,涉及到兩類狀態空間,一是終結狀態空間 F = {unfinalized, finalizable, finalized};二是可達狀態空間 R = {reachable, finalizer-reachable, unreachable}。各狀態含義以下:
  • unfinalized: 新建對象會先進入此狀態,GC並未準備執行其finalize方法,由於該對象是可達的
  • finalizable: 表示GC可對該對象執行finalize方法,GC已檢測到該對象不可達。正如前面所述,GC經過F-Queue隊列和一專用線程完成finalize的執行
  • finalized: 表示GC已經對該對象執行過finalize方法
  • reachable: 表示GC Roots引用可達
  • finalizer-reachable(f-reachable):表示不是reachable,但可經過某個finalizable對象可達
  • unreachable:對象不可經過上面兩種途徑可達
狀態變遷圖:
變遷說明:
  1. 新建對象首先處於[reachable, unfinalized]狀態(A)
  2. 隨着程序的運行,一些引用關係會消失,致使狀態變遷,從reachable狀態變遷到f-reachable(B, C, D)或unreachable(E, F)狀態
  3. 若JVM檢測處處於unfinalized狀態的對象變成f-reachable或unreachable,JVM會將其標記爲finalizable狀態(G,H)。若對象原處於[unreachable, unfinalized]狀態,則同時將其標記爲f-reachable(H)。
  4. 在某個時刻,JVM取出某個finalizable對象,將其標記爲finalized並在某個線程中執行其finalize方法。因爲是在活動線程中引用了該對象,該對象將變遷到(reachable, finalized)狀態(K或J)。該動做將影響某些其餘對象從f-reachable狀態從新回到reachable狀態(L, M, N)
  5. 處於finalizable狀態的對象不能同時是unreahable的,由第4點可知,將對象finalizable對象標記爲finalized時會由某個線程執行該對象的finalize方法,導致其變成reachable。這也是圖中只有八個狀態點的緣由
  6. 程序員手動調用finalize方法並不會影響到上述內部標記的變化,所以JVM只會至多調用finalize一次,即便該對象「復活」也是如此。程序員手動調用多少次不影響JVM的行爲
  7. 若JVM檢測到finalized狀態的對象變成unreachable,回收其內存(I)
  8. 若對象並未覆蓋finalize方法,JVM會進行優化,直接回收對象(O)
  9. 注:System.runFinalizersOnExit()等方法可使對象即便處於reachable狀態,JVM仍對其執行finalize方法

4. 一些代碼示例


(1) 對象復活

[java]  view plain copy
 
 
  1. public class GC {  
  2.   
  3.     public static GC SAVE_HOOK = null;  
  4.   
  5.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
  6.         SAVE_HOOK = new GC();  
  7.         SAVE_HOOK = null;  
  8.         System.gc();  
  9.         Thread.sleep(500);  
  10.         if (null != SAVE_HOOK) { //此時對象應該處於(reachable, finalized)狀態  
  11.             System.out.println("Yes , I am still alive");  
  12.         } else {  
  13.             System.out.println("No , I am dead");  
  14.         }  
  15.         SAVE_HOOK = null;  
  16.         System.gc();  
  17.         Thread.sleep(500);  
  18.         if (null != SAVE_HOOK) {  
  19.             System.out.println("Yes , I am still alive");  
  20.         } else {  
  21.             System.out.println("No , I am dead");  
  22.         }  
  23.     }  
  24.   
  25.     @Override  
  26.     protected void finalize() throws Throwable {  
  27.         super.finalize();  
  28.         System.out.println("execute method finalize()");  
  29.         SAVE_HOOK = this;  
  30.     }  
  31. }  
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