深入了解Java中finalize方法的作用和底層原理
finalize方法是什么
finalize方法是Object的protected方法,Object的子類(lèi)們可以覆蓋該方法以實(shí)現(xiàn)資源清理工作,GC在首次回收對(duì)象之前調(diào)用該方法。
finalize方法與C++的析構(gòu)函數(shù)的區(qū)別
finalize方法與C++中的析構(gòu)函數(shù)不是對(duì)應(yīng)的,C++中的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用的時(shí)機(jī)是確定的(對(duì)象離開(kāi)作用域或delete掉),但Java中的finalize的調(diào)用具有不確定性,不建議用finalize方法完成“非內(nèi)存資源”的清理工作。
finalize方法合適清理的對(duì)象
- 清理本地對(duì)象(通過(guò)JNI創(chuàng)建的對(duì)象);
- 作為確保某些非內(nèi)存資源(如Socket、文件等)釋放的一個(gè)補(bǔ)充,在finalize方法中顯式調(diào)用其他資源釋放方法。
可以觸發(fā)finalize執(zhí)行的方法
在Java中含有一些一些與finalize相關(guān)的方法,由于一些致命的缺陷,已經(jīng)被廢棄了,如System.runFinalizersOnExit() 方法、Runtime.runFinalizersOnExit() 方法、
System.gc() 與System.runFinalization() 方法。
他們?cè)黾恿薴inalize方法執(zhí)行的機(jī)會(huì),但不可盲目依賴它們Java語(yǔ)言規(guī)范并不保證finalize方法會(huì)被及時(shí)地執(zhí)行、而且根本不會(huì)保證它們會(huì)被執(zhí)行finalize方法可能會(huì)帶來(lái)性能問(wèn)題。
因?yàn)镴VM通常在單獨(dú)的低優(yōu)先級(jí)線程中完成finalize的執(zhí)行。
finalize實(shí)現(xiàn)對(duì)象再生問(wèn)題
finalize方法的實(shí)現(xiàn)中,可將待回收對(duì)象賦值給GC Roots可達(dá)的對(duì)象引用,從而達(dá)到對(duì)象再生的目的。
finalize方法至多由GC執(zhí)行一次(用戶當(dāng)然可以手動(dòng)調(diào)用對(duì)象的finalize方法,但并不影響GC對(duì)finalize的行為)。
finalize的執(zhí)行過(guò)程(生命周期)
大致描述一下finalize的運(yùn)行流程:當(dāng)對(duì)象變成(GC Roots)不可達(dá)時(shí),GC會(huì)判斷該對(duì)象是否覆蓋了finalize方法,若未覆蓋,則直接將其回收。
若對(duì)象未執(zhí)行過(guò)finalize方法,將其放入F-Queue隊(duì)列,由低優(yōu)先級(jí)線程執(zhí)行該隊(duì)列中對(duì)象的finalize方法。執(zhí)行finalize方法完畢后,GC會(huì)再次判斷該對(duì)象是否可達(dá),若不可達(dá),則進(jìn)行回收,否則,對(duì)象“復(fù)活”。
對(duì)象對(duì)于finalize方法的兩種狀態(tài)
對(duì)象可由兩種狀態(tài),涉及到兩類(lèi)狀態(tài)空間,一是終結(jié)狀態(tài)空間 F = {unfinalized, finalizable, finalized};二是可達(dá)狀態(tài)空間 R = {reachable, finalizer-reachable, unreachable}。
終結(jié)狀態(tài)空間
各狀態(tài)含義如下:
- unfinalized: 新建對(duì)象會(huì)先進(jìn)入此狀態(tài),GC并未準(zhǔn)備執(zhí)行其finalize方法,因?yàn)樵搶?duì)象是可達(dá)的。
- finalizable: 表示GC可對(duì)該對(duì)象執(zhí)行finalize方法,GC已檢測(cè)到該對(duì)象不可達(dá)。正如前面所述,GC通過(guò)F-Queue隊(duì)列和一專(zhuān)用線程完成finalize的執(zhí)行。
對(duì)應(yīng)的流程圖如下所示:

可達(dá)狀態(tài)空間
各狀態(tài)含義如下:
- finalized: 表示GC已經(jīng)對(duì)該對(duì)象執(zhí)行過(guò)finalize方法
- reachable: 表示GC Roots引用可達(dá)
- finalizer-reachable(f-reachable):表示不是reachable,但可通過(guò)某個(gè)finalizable對(duì)象可達(dá)
- unreachable:對(duì)象不可通過(guò)上面兩種途徑可達(dá)
狀態(tài)變遷圖:

變遷說(shuō)明:
1.新建對(duì)象首先處于[reachable, unfinalized]狀態(tài)(A)
2.隨著程序的運(yùn)行,一些引用關(guān)系會(huì)消失,導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)變遷,從reachable狀態(tài)變遷到f-reachable(B, C, D) 或 unreachable(E, F)狀態(tài)
3.JVM檢測(cè)到處于unfinalized狀態(tài)的對(duì)象變成f-reachable或unreachable。
JVM會(huì)將其標(biāo)記為finalizable狀態(tài)(G,H)。若對(duì)象原處于[unreachable, unfinalized]狀態(tài),則同時(shí)將其標(biāo)記為f-reachable(H)。
在某個(gè)時(shí)刻,JVM取出某個(gè)finalizable對(duì)象,將其標(biāo)記為finalized并在某個(gè)線程中執(zhí)行其finalize方法。
4.由于是在活動(dòng)線程中引用了該對(duì)象,該對(duì)象將變遷到(reachable, finalized)狀態(tài)(K或J)。該動(dòng)作將影響某些其他對(duì)象從f-reachable狀態(tài)重新回到reachable狀態(tài)(L, M, N)處于finalizable狀態(tài)的對(duì)象不能同時(shí)是unreahable的。
5.將對(duì)象finalizable對(duì)象標(biāo)記為finalized時(shí)會(huì)由某個(gè)線程執(zhí)行該對(duì)象的finalize方法,致使其變成reachable。
注:System.runFinalizersOnExit()等方法可以使對(duì)象即使處于reachable狀態(tài),JVM仍對(duì)其執(zhí)行finalize方法
代碼示例
對(duì)象復(fù)活
public class GC {
public static GC SAVE_HOOK = null;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
SAVE_HOOK = new GC();
SAVE_HOOK = null;
System.gc();
Thread.sleep(500);
if (null != SAVE_HOOK) { //此時(shí)對(duì)象應(yīng)該處于(reachable, finalized)狀態(tài)
System.out.println("Yes , I am still alive");
} else {
System.out.println("No , I am dead");
}
SAVE_HOOK = null;
System.gc();
Thread.sleep(500);
if (null != SAVE_HOOK) {
System.out.println("Yes , I am still alive");
} else {
System.out.println("No , I am dead");
}
}
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
super.finalize();
System.out.println("execute method finalize()");
SAVE_HOOK = this;
}
}覆蓋finalize方法以確保資源釋放
作為一個(gè)補(bǔ)充操作,以防用戶忘記“關(guān)閉“資源,JDK中FileInputStream、FileOutputStream、Connection類(lèi)均用了此”技術(shù)“,下面代碼摘自FileInputStream類(lèi)
/**
* Ensures that the <code>close</code> method of this file input stream is
* called when there are no more references to it.
*
* @exception IOException if an I/O error occurs.
* @see java.io.FileInputStream#close()
*/
protected void finalize() throws IOException {
if ((fd != null) && (fd != FileDescriptor.in)) {
/* if fd is shared, the references in FileDescriptor
* will ensure that finalizer is only called when
* safe to do so. All references using the fd have
* become unreachable. We can call close()
*/
close();
}
}注意:我們自己手動(dòng)調(diào)用finalize方法并不會(huì)影響到上述內(nèi)部標(biāo)記的變化,因此JVM只會(huì)至多調(diào)用finalize一次,即使該對(duì)象“復(fù)活”也是如此。我們手動(dòng)調(diào)用多少次不影響JVM的行為
若JVM檢測(cè)到finalized狀態(tài)的對(duì)象變成unreachable,回收其內(nèi)存(I),若對(duì)象并未覆蓋finalize方法,JVM會(huì)進(jìn)行優(yōu)化,直接回收對(duì)象(O)
到此這篇關(guān)于深入了解Java中finalize方法的作用和底層原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java finalize方法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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