[Effective Java] (07)避免使用终结方法

终结方法(finalizer)：通常是不可预测的，也是很危险的，一般情况下是不必要的。虽然终结方法也有一些好处，但终结方法会导致行为不稳定、降低性能、以及可移植性问题。

1. 终结方法缺点

1.1 终结方法不能保证会被及时的执行

• 注：从一个对象变得不可到达开始到它的终结方法被执行，所花费的这段时间是任意长的。
• 注重时间(time-critical)的任务不应该由终结方法来完成，如：用终结方法关闭已经打开的文件，文件处于打开的状态会占用着内存空间，由于JVM会延迟执行终结方法，所以大量的文件会保留在打开状态，当一个程序不能打开文件的时候，他可能运行失败。
• Java语言规范不仅不保证终结方法会被及时地执行，而根本上就不保证它们会被执行。不应该依赖终结方法来更新主动要的持久状态(如：依赖终结方法释放共享资源(比如数据库)上的永久锁，很容易让整个分布系统垮掉)。
• 注：system.gc和System.runFinalization这两个方法确实增加了终结方法被执行的机会，但他们并不保证终结方法一定被执行。唯一声称保证终结方法被执行的方法是System.runFinalizersOnExit及其臭名昭著的孪生兄弟Runtime.runFinalizersOnExit，但该两个方法都有致命缺陷，已经被废弃。

1.2 异常发生在终结方法中不仅对象终结过程不会结束而且连警告都不会打出来

• 如果在执行终结方法的过程中有异常被抛出来，但是程序没有进行捕捉处理，这种异常可以被忽略，并且该对象的终结过程也会被终止，未被捕获的异常会使对象处于破坏状态(a corrupt state)，如果另一个线程企图使用这种被破坏的对象，则可能发任何不确定的行为。

2. 提供显示终止方法

• 如果类的对象中封装的资源(如：文件或者线程)确实需要终止，只需提供一个显示的终止方法，并要求该类的客户端在每个实例不在有用的时候调用这个方法。(显示的终止方法必须在一个私有域中记录下"该对象不在有效"，例如可以采用boolean或者其他的)，如果这些方法是在对象已经终止之后被调用，其他的方法就必须检查这个域，并抛出IllegalStateException。

• 显示终止方法的典型例子：InputStream、OutputStream和java.sql.Connection上的close方法；java.util.Timer上的cancel方法，它执行必要的状态改变，使得与Timer实例相关联的该线程温和的终止自己。

• 使用：显示的终止方法通常与try-finally结构结合起来使用，以确保及时终止，在finally子句内部调用显示的终止方法，可以保证即使在使用对象的时候有异常抛出，该终止方法也会执行，如下代码所示：

// try-finally block guarantees execution of termination method
Foo foo = new Foo();
try {
    //Do what be done with foo
    ...
} catch (Exception e) { 
} finally { 
    foo.terminate(); //Explicit termination method
}

3. 终结方法的好处(两种合法用途)

• 当对象的所有者忘记调用建议的显示终结方法时，终结方法可以充当“安全网(safety net)”，虽然并不能保证终结方法会被及时地调用，但是在客户端无法通过调用显示的终止方法来正常结束的情况下，吃一点释放关键资源总比永远不释放要好，如果终结方法发现资源还未被终止。则应该在日志中记录一条警告，因为这是代码中的bug。

• 与本地对等体(native peer)有关，本地对等体是一个本地对象(native Object)，普通对象通过本地方法(native method)委托给一个本地对象，因为本地对等体不是一个普通的对象，所以垃圾回收器不会知道它，当它的Java对等体被回收时，它不会被回收。在本地对等体并不拥有关键字的前提下，终结方法正式执行这项任务最合适的工具。如果本地对等体拥有必须被及时终止的资源，那么该类就应该具有一个现实的终止方法。

4. 自动执行终结方法所需做的工作

终结方法链(finalizer chaining)并不会被自动执行，如果类(不是Object)有终结方法，并且子类覆盖了终结方法，子类的终结方法就必须手工调用超类的终结方法；

• 方法1：在一个try块中终结子类，并在相应的finally块中调用茶类的终结方法，这样做即使子类的终结过程抛出异常，超类的终结方法也会得到执行，代码如下所示：

@Override
protected void finalize() throws Throwable {
    try {
        ···    // Finclize subclass state
    }  finally {
        super.finalize();
    }
}

• 方法2：在子类实现着覆盖了超类的终结者方法，但是忘记了手工调用超类的终结方法的情况下：为每个将被终结的对象创建一个附加对象，不把终结方法放在要求终结的处理类中，而是把终结方法放在一个匿名类中，该匿名类的唯一用途就是终结它的外围实例(enclosing instance)。该匿名类的单个实例被称为终结方法守卫者(finalizer guardian)，外围类的每个实例都会创建这样一个守卫者。外围实例在它的私有实例域中保存着一个对其终结方法守卫者的唯一引用，因此终结方法守卫者与外围实例可以同时启动终结过程，当守卫者被终结的时候，它执行外围实例所期望的终结行为。实例代码如下所示：

public class A {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("A -- finalize");
    }   
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        System.runFinalizersOnExit(true);
    }
}

class B extends A { 
    private A a = new A();

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("B -- finalize");
    }
    
    private final Object finalizeGurdian = new Object() {
        @Override
        protected void finalize() throws Throwable {
            // TODO Auto-generated method stub
            //super.finalize();    //此处不需要调用super.finalize();
            System.out.println("finalizeGurdian -- finalize");
        }
    };
}

class C extends B {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.finalize();     //此处需要调用super.finalize();
        System.out.println("C -- finalize");
    }
}

只要finalize()函数的类里面存在着其他类的引用，则它们都会调用到finalize()方法，唯独覆盖了的父类不会自动调用finalize()方法，需要我们手动调用super.finalize()。

5. 总结

• 除非为了作为安全网，或者为了终止非关键的本地资源，否则请不要使用终结方法；
• 如果使用了终结方法，记住调用super.finalize();
• 终结方法与共有的非final类关联起来，请烤炉使用终结方法守卫者，此时即使子类的终结方法未能调用super.finalize，该终结方法也会被执行。