深入理解java的finalize

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目录 

基本预备相关知识 
对象的销毁过程 
对象重生的例子 
对象的finalize的执行顺序 
何时及如何使用finalize 
参考 

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 

 protected void finalize() throws Throwable {
     super.finalize();
 }

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。 
 

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  

 class C {
     static A a;
 }

 class A {
     B b;

     public A(B b) {
         this.b = b;
     }

     @Override
     public void finalize() {
         System.out.println("A finalize");
         C.a = this;
     }
 }

 class B {
     String name;
     int age;

     public B(String name, int age) {
         this.name = name;
         this.age = age;
     }

     @Override
     public void finalize() {
         System.out.println("B finalize");
     }

     @Override
     public String toString() {
         return name + " is " + age;
     }
 }

 public class Main {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         A a = new A(new B("allen", 20));
         a = null;

         System.gc();
         Thread.sleep(5000);
         System.out.println(C.a.b);
     }
 }

期待输出 

 A finalize
 B finalize
 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