Java之物件銷燬和finalize方法的使用

2022-07-13 18:02:51

物件的銷燬
finalize方法
GC對物件的回收
在finalize方法中，是否重新給自己指定一個參照來避免被GC回收？
如果finalze方法中出現死迴圈會發生什麼？
如果物件的建立出現這種死迴圈，會不會導致物件無法銷燬進而導致記憶體溢位？
總結

物件的銷燬

在C++中解構方法用於釋放資源並且銷燬物件本身。

在Java中，由於GC的存在，我們不需要手動回收記憶體，這大大減少了工作量，也提高了程式的安全性。但是Java也確實存在一個類似於C++中解構的函數。

finalize方法

過載該方法，用於在類被GC回收的時候執行一些操作。

下面是一個類實現finalize的範例。

Aoo類具有一個int 一個String屬性，過載了toString並且在構造其中列印這個物件及其建立時間，在finalize中列印這個物件及呼叫時間。

Aoo類

public class Aoo {
       private int id;
       private String name;

       public Aoo(){
              this(0, null);
       }

       public Aoo(int id, String name){
              this.id = id;
              this.name = name;
              System.out.println(this.toString() + " now create:" + System.currentTimeMillis());
       }
        /*
        * 省略get/set/toString
        */
       protected void finalize() throws Throwable{
              super.finalize();
              System.out.println(this.toString() + "now finalize:" + System.currentTimeMillis());
       }
}

首先，一個簡單的測試

main方法

public class FinalizeTest {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
              Aoo a = new Aoo(1, "a");
              a = null;
              System.gc()
              Thread.sleep(2000);
              System.exit(0);
       }
}

列印結果：

id:1 name:a now create:1497547723036
id:1 name:anow finalize:1497547724059

GC對物件的回收

這裡手動呼叫了GC來清理記憶體，而如果將其註釋掉System.gc();，列印結果是這樣的：

id:1 name:a now create:1497547846923

也就是說，在沒有特意呼叫GC的情況下，finalize方法根本沒有被呼叫，也就是說這個物件根本沒有被主動回收。

和想象中的不同，GC的執行方式是惰性的，也就是說，在記憶體沒有一處的情況下，GC不會去主動回收物件，為了驗證這個想法，我建立了一個執行緒，用於不斷的消耗記憶體,並且不主動呼叫GC。

ThreadA類

public class ThreadA implements Runnable{
       public void run() {
              List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
              int i = 0;
              while(true){
                     list.add(i);
                     i++;
              }
       }
}

main方法

public class FinalizeTest {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
              Aoo a = new Aoo(1, "a");
              a = null;
              ThreadA ta = new ThreadA();
              Thread t = new Thread(ta);
              t.start();
              Thread.sleep(2000);
              System.exit(0);
       }
}

列印結果：

id:1 name:a now create:1497548135268
id:1 name:anow finalize:1497548135386

這一次儘管沒有手動呼叫GC,但是finalize方法仍然執行了，也就是說，只有在記憶體被消耗、需要GC出面清理記憶體的時候，GC才會執行。

這樣的finalize方法確實不靠譜，連能不能被呼叫都不一定，更不用說完成什麼特定的操作了，如果需要關流等回收資源，不如手動呼叫一個方法，或者在final塊中統一釋放資源。

在finalize方法中，是否重新給自己指定一個參照來避免被GC回收？

嘗試在finalize方法中重新參照來讓GC無法回收

修改後的Aoo如下

public class Aoo {
       public static Aoo SAVE = null;
       private int id;
       private String name;

       public Aoo(){
              this(0, null);
       }

       public Aoo(int id, String name){
              this.id = id;
              this.name = name;
              System.out.println(this.toString() + " now create:" + System.currentTimeMillis());
       }  
       /*
        * 省略get/set/toString
        */
       protected void finalize() throws Throwable{
              super.finalize();
              System.out.println(this.toString() + "now finalize:" + System.currentTimeMillis());
              SAVE = this;
       }
}

main方法

public class FinalizeTest {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
              Aoo.SAVE = new Aoo(1, "a");
              Aoo.SAVE = null;
              System.gc();
              Thread.sleep(500);
              System.out.println(Aoo.SAVE == null? "a is dead" : "a is alive" );              
              System.exit(0);             
       }
}

列印結果：

id:1 name:a now create:1497551409195
id:1 name:anow finalize:1497551409201
a is alive

這裡看出，Aoo.SAVE物件確實“復活了”，不過這樣的操作是有限制的，如果故技重施不會再一次“復活”該物件。

main方法

public class FinalizeTest {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
              Aoo.SAVE = new Aoo(1, "a");
              Aoo.SAVE = null;
              System.gc();
              Thread.sleep(500);
              System.out.println(Aoo.SAVE == null? "a is dead" : "a is alive" );

              Aoo.SAVE = null;
              System.gc();
              Thread.sleep(500);
              System.out.println(Aoo.SAVE == null? "a is dead" : "a is alive" );

              System.exit(0);          
       }
}

列印結果：

id:1 name:a now create:1497551587715
id:1 name:anow finalize:1497551587721
a is alive
a is dead

這裡注意到，兩次的操作是相同的，而finalize方法只會被系統呼叫一次。

如果finalze方法中出現死迴圈會發生什麼？

Aoo類

public class Aoo {
       private int id;
       private String name;

       public Aoo(){
              this(0, null);
       }

       public Aoo(int id, String name){
              this.id = id;
              this.name = name;
              System.out.println(this.toString() + " now create:" + System.currentTimeMillis());
       }
       /*
        * 省略get/set/toString
        */
       protected void finalize() throws Throwable{
              super.finalize();
              while(true){
                     System.out.println(this.toString() + "now finalize:" + System.currentTimeMillis());
                     Thread.sleep(100);
              }
       }
}

main方法

public class FinalizeTest {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
              Aoo a1 = new Aoo(1 , "a1");
              Aoo a2 = new Aoo(2 , "a2");
              a1 = null;
              a2 = null;
              ThreadA ta = new ThreadA();
              Thread t = new Thread(ta);
              t.start();
              Thread.sleep(5000);

              System.exit(0);
       }
}

列印結果：

id:1 name:a1 now create:1497552024252
id:2 name:a2 now create:1497552024252
id:1 name:a1now finalize:1497552024373
id:1 name:a1now finalize:1497552024503
id:1 name:a1now finalize:1497552026848
id:1 name:a1now finalize:1497552028960
id:1 name:a1now finalize:1497552032363

結果是隨機的，有時候是執行的a1的finalize，有的時候執行的是a2的。

這個結果說明了兩點：

1.finalze方法在的執行緒優先順序很低，時間間隔相當的不確定並且明顯大於100毫秒。

2.這個死迴圈導致了別的物件的finalize方法無法執行。

如果物件的建立出現這種死迴圈，會不會導致物件無法銷燬進而導致記憶體溢位？

我們大量建立Aoo物件，並且等待GC自己回收記憶體。

為了直觀的觀看finalize方法的呼叫情況，刪除掉了Aoo物件初始化的時候的列印程式碼。

main方法

public class FinalizeTest {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
              int i = 1;
              while(true){
                     Aoo a = new Aoo(i , "a" + i);
                     i++;
              }
       }
}

讓程式執行了約兩分鐘，然後手動終止，檢視輸出

1497554225913
id:269614 name:a269614now finalize:1497554226151
id:269614 name:a269614now finalize:1497554227635
id:269614 name:a269614now finalize:1497554227735
id:269614 name:a269614now finalize:1497554227836
id:269614 name:a269614now finalize:1497554229586
id:269614 name:a269614now finalize:1497554229686
id:269614 name:a269614now finalize:1497554229951
id:269614 name:a269614now finalize:1497554230051
id:269614 name:a269614now finalize:1497554230152
id:269614 name:a269614now finalize:1497554233699
id:269614 name:a269614now finalize:1497554233800
id:269614 name:a269614now finalize:1497554233900
id:269614 name:a269614now finalize:1497554234308
id:269614 name:a269614now finalize:1497554234408
id:269614 name:a269614now finalize:1497554234508
id:269614 name:a269614now finalize:1497554235053
id:269614 name:a269614now finalize:1497554235153
id:269614 name:a269614now finalize:1497554235253
id:269614 name:a269614now finalize:1497554235823
id:269614 name:a269614now finalize:1497554235923
id:269614 name:a269614now finalize:1497554236023
id:269614 name:a269614now finalize:1497554240324
id:269614 name:a269614now finalize:1497554240424
id:269614 name:a269614now finalize:1497554240525
id:269614 name:a269614now finalize:1497554241146
id:269614 name:a269614now finalize:1497554241247
id:269614 name:a269614now finalize:1497554241347
id:269614 name:a269614now finalize:1497554241448
id:269614 name:a269614now finalize:1497554242020
id:269614 name:a269614now finalize:1497554242120
id:269614 name:a269614now finalize:1497554242220
id:269614 name:a269614now finalize:1497554242321
id:269614 name:a269614now finalize:1497554242421
id:269614 name:a269614now finalize:1497554242521
id:269614 name:a269614now finalize:1497554248367
id:269614 name:a269614now finalize:1497554248467
id:269614 name:a269614now finalize:1497554248567
id:269614 name:a269614now finalize:1497554248667
id:269614 name:a269614now finalize:1497554249534
id:269614 name:a269614now finalize:1497554249634
id:269614 name:a269614now finalize:1497554249734
id:269614 name:a269614now finalize:1497554249835
id:269614 name:a269614now finalize:1497554255954
id:269614 name:a269614now finalize:1497554256055
id:269614 name:a269614now finalize:1497554256155
id:269614 name:a269614now finalize:1497554256255
id:269614 name:a269614now finalize:1497554256356
id:269614 name:a269614now finalize:1497554257285
id:269614 name:a269614now finalize:1497554257386
id:269614 name:a269614now finalize:1497554257486
id:269614 name:a269614now finalize:1497554257586
id:269614 name:a269614now finalize:1497554257686
id:269614 name:a269614now finalize:1497554268652
id:269614 name:a269614now finalize:1497554268753
id:269614 name:a269614now finalize:1497554268853
id:269614 name:a269614now finalize:1497554268953
id:269614 name:a269614now finalize:1497554269054
id:269614 name:a269614now finalize:1497554269154
id:269614 name:a269614now finalize:1497554277474
id:269614 name:a269614now finalize:1497554292852
id:269614 name:a269614now finalize:1497554301062