java的finalize方法解读

更新时间：2023年09月28日 09:14:57 作者：weixin_43831204

这篇文章主要介绍了java的finalize方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教

我们通常用构造器来创建对象，而Finalize正好相反，构造方法执行对象的初始化操作，finalize方法执行对象的销毁操作.那我们什么时候需要使用finalize方法呢，我们都知道Java里垃圾回收器可以回收对象使用的内存空间，但是对象可能会持有很多资源比如Socket、文件句柄等，垃圾收集器无法回收这些资源，因此你需要使用finalize方法帮助GC回收这些资源，比如关闭打开的文件或者网元资源，删除临时文件等.

一个例子

Object类是所有类的父类，如果你去查看java.lang.Object类的源码，你会发现里面有个finalize方法，这个方法没有默认实现，需要子类根据实际情况重写这个方法，但是如果不恰当使用finalize方法可能会造成很大的负面影响，

比如下面的例子：

public class Finalizer {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
    while (true) {
           Thread.yield();
      }
  }
public static void main(String str[]) {
  while (true) {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            Finalizer force = new Finalizer();
        }
   }
 }
}

当我们运行上述代码时，可以看到创建大量的Finalizer对象，运行一段时间后一般出现以下两种结果：

JVM异常退出并且生成了内存镜像Dump
JVM抛出了一个异常:Out of Memory:GC OverHead limit exceeded.

不管上述两种情况，JVM都崩溃了，那到底执行finalize方法时发生了什么.Jvm会给每个实现了finalize方法的实例创建一个监听，这个称为Finalizer，每次调用对象的finalize方法时，JVM会创建一个 java.lang.ref.Finalizer 对象，这个Finalizer对象会持有这个对象的引用，由于这些对象被Finilizer对象引用了，当对象数量较多时，就会导致Eden区空间满了，经历多次youngGC后可能对象就进入到老年代了. java.lang.ref.Finalizer 类继承自 java.lang.ref.FinalReference ，也是Refence的一种，因此Finalizer类里也有一个引用队列，这个引用队列是JVM和垃圾回收器打交道的唯一途径，当垃圾回收器需要回收该对象时，会把该对象放到引用队列中，这样java.lang.ref.Finalizer类就可以从队列中取出该对象，执行对象的finalize方法，并清除和该对象的引用关系.需要注意的是只有finalize方法实现不为空时JVM才会执行上述操作，JVM在类的加载过程中会标记该类是否为finalize类.

GC怎么处理这些对象呢

当老年代空间达到了OldGC条件时，JVM执行一次OldGC，当OldGC执行后JVM检测到这些对象只被Finalizer对象引用，这些对象会被标记成要被清除的对象，GC会把所有的Finalizer对象放入到一个引用队列： java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue .

Finalizer对象怎么被清理的呢

JVM默认会创建一个finalizer线程来处理Finalizer对象，如果你去抓取线程堆栈的话可以看到这个线程的堆栈，

如下所示：

"Finalizer" daemon prio=10 tid=0x0962d000 nid=0x4836 runnable [0xafaa8000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at java.lang.Thread.yield(Native Method)
        at finalizer.finalize(finalizer.java:5)
        at java.lang.ref.Finalizer.invokeFinalizeMethod(Native Method)
        at java.lang.ref.Finalizer.runFinalizer(Finalizer.java:83)
        at java.lang.ref.Finalizer.access$100(Finalizer.java:14)
        at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:160)

这个线程唯一的职责就是不断的从 java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue 队列中取对象，当一个对象进入到队列中，finalizer线程就执行对象的finalize方法并且把对象从队列中删除，因此在下一次GC周期中可以看到这个对象和Finalizer对象都被清除了.

大部分场景finalizer线程清理finalizer队列是比较快的，但是一旦你在finalize方法里执行一些耗时的操作，可能导致内存无法及时释放进而导致内存溢出的错误，在实际场景还是推荐尽量少用finalize方法.

简单粗暴，一个死循环去队列里面拿出Finalizer对象，并执行finalize方法，再置空为null，可供垃圾回收

实战案例

public class Finalizer {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("finalize");
    }
    public static void main(String str[]) throws IOException {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                Finalizer force = new Finalizer();
            }
            //让线程阻塞住,方便分析内存使用情况
        System.in.read();
    }
}

执行main方法后使用jmap命令查看内存使用情况，可以看到 java.lang.ref.Finalizer 和Finalizer的实例都创建了10000个：

$ jmap -histo 8700|head -n 10
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:           646        3398408  [I
   2:          1851        1511144  [B
   3:          6081         808864  [C
   4:         10175         407000  java.lang.ref.Finalizer
   5:         10000         160000  Finalizer
   6:          4328         103872  java.lang.String
   7:           601          64208  java.lang.Class
   8:           683          40952  [Ljava.lang.Object;
   9:           785          31400  java.util.TreeMap$Entry
  10:           248          14144  [Ljava.lang.String;

接下来使用jmap -histo：live 8700|head -n 10命令强制触发一次GC，结果和前面的分析一致，Finalizer对象都放到引用队列中，并依次调用了对象的finalize方法，内存中java.lang.ref.Finalizer和Finalizer对象依然存在，不过这一java.lang.ref.Finalizer

不再引用Finalizer对象，下一次GC周期时两者都属于垃圾对象：

$ jmap -histo:live 8700|head -n 10
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:         10175         407000  java.lang.ref.Finalizer
   2:          3043         372608  [C
   3:           605         273624  [B
   4:         10000         160000  Finalizer
   5:          2883          69192  java.lang.String
   6:           601          64208  java.lang.Class
   7:           631          37008  [Ljava.lang.Object;

再触发一次jmap -histo：live 8700|head -n 10，可以看到两者都被回收了：

$ jmap -histo:live 8700|head -n 10
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:          3059         373224  [C
   2:           498         138064  [B
   3:          2899          69576  java.lang.String
   4:           602          64312  java.lang.Class
   5:           631          37008  [Ljava.lang.Object;
   6:           785          31400  java.util.TreeMap$Entry
   7:           227          11256  [Ljava.lang.String;

我们来总结一下

finalize对象至少经历两次GC才能被回收，因为只有在FinalizerThread执行完了finalize对象的finalize方法的情况下才有可能被下次GC回收，而有可能期间已经经历过多次GC了，但是一直还没执行finalize对象的finalize方法;

CPU资源不足的场景FinalizerThread线程可能因为优先级较低而一直没有执行对象的finalize方法，可能导致大部分对象进入到老年代，进而触发老年代GC，设置触发Full GC.

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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