java中针对finalize的实现和相应的执行过程

2016/09/05 14:23:57 No Comments

之前在常规的java书籍中,即会描述 object的finalize方法是用于一些特殊的对象在回收之前再做一些扫尾的工作,但是并没有说明此是如何实现的.本篇从java的角度(不涉及jvm以及c++)

FinalReference引用

此类是一个package类型,表示它并不是公开的一部分,继承自Reference, 即表示也是一种特定的引用类型,因此每个包装在其中的对象在被回收之前,自己都会放到指定的referqyebceQueue当中.

这个引用对象专门为带finalize方法的类服务,可以理解为每一个有相应的方法的对象,其都会封装为一种finalRefernece对象.

因为finalize方法是object定义的,其默认实现为空.那么如果重写了此方法,那么方法体肯定不为空.即可以通过这一种区别来.只要finalize方法实现不为空的类,此产生的对象都需要被注册到finalRefernece中.

这一步可以通过在newInstance的时候,即调用object默认构造方法的时候,就可以进行相应的注册了.

Finalizer#register方法

主要调用了此方法,就会产生相应的finalizer对象,而finalizer对象是继承于finalReference的.此方法声明如下:

    /* Invoked by VM */
    static void register(Object finalizee) {
        new Finalizer(finalizee);
    }

从上面注释可以看出,此方法会被jvm在特定时期调用.
然后切换到Finalizer的构造方法,如下所示:

    private Finalizer(Object finalizee) {
        super(finalizee, queue);
        add();
    }

可以看出,相应的引用对象会通过queue进行回调.add的作用在于将所有还未进行finalize方法的对象存起来,在最后System.shutdown时调用.通过Runtime#runFinalizersOnExit进行设置.

ReferenceQueue

此引用队列会在相应reference对象的内部对象被回收之前放到此队列中(详细说明在另一篇关于reference中再说明.),因为只需要从此队列中拿到相应的对象,那么此对象就肯定是准备被回收的.

那么在回收之前调用相应的finalize方法即可.

FinalizerThread线程

此线程即是从queue里面,不停的获取数据,然后调用相应的finalize方法.相应的代码如下所示:

            for (;;) {
                try {
                    Finalizer f = (Finalizer)queue.remove();
                    f.runFinalizer(jla);
                } catch (InterruptedException x) {
                    // ignore and continue
                }
            }

而相应的runFinalizer如下所示:

        synchronized (this) {
            if (hasBeenFinalized()) return;
            remove();
        }
        try {
            Object finalizee = this.get();
            if (finalizee != null && !(finalizee instanceof java.lang.Enum)) {
                jla.invokeFinalize(finalizee);

                /* Clear stack slot containing this variable, to decrease
                   the chances of false retention with a conservative GC */
                finalizee = null;
            }
        } catch (Throwable x) { }

        super.clear();

在上面的逻辑当中,首先调用remove将其从未finalize中移除.这个方法是保证每个对象的finalize最多只会被调用一次,即当前这次调用完了.它就会被记相应的状态,即hasBeenFinalized返回为true(其实就是把里面的next指针指向自己.即自己从未finalize中移除,同时也不需要再次调用finalize了).

接下来就是调用相应的finalize方法,上面的jla.invokeFinalize其实就是调用相应对象的finalize方法. 在这个处理中,首先通过get获取原始对象.在整个jvm处理中,针对finalizeReference在回收之前默认是不将引用设置为null.因为这里,总是能够获取相应的引用对象.

处理完之后,最后调用相应的clear,清除相应的引用.这样达到最终引用没有其它对象可引用的效果.

在上面的处理当中,并没有限定调用finalize的时间.因此,一旦如果某个对象的finalize调用慢,就会影响到整个回收链的执行,这下就会产生相应的OOM异常了.因此,除非特殊情况,就不要重写finalize,相应的场景都应该有其它方法可以处理.比如guava中的FinalizableReference.

finalizer启动线程

在上面的线程,在相应的进程启动过程中就会被启动.可以理解为,对象通过调用register(object)触发finalizer类的初始化.然后,在静态初始化块当中,就会启动相应的回收线程.相应的初始化代码如下所示:

    static {
        ThreadGroup tg = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        for (ThreadGroup tgn = tg;
             tgn != null;
             tg = tgn, tgn = tg.getParent());
        Thread finalizer = new FinalizerThread(tg);
        finalizer.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY - 2);
        finalizer.setDaemon(true);
        finalizer.start();
    }

上面的static是静态初始化块,即只要类Finalizer被使用,即会触发相应的调用.这里使用的线程组是系统线程组,优先级也还算高,被配置为后台线程.

在使用jstack打印线程时,出现的如图下所示的线程,即是由这里来启动的.如下图所示

总结

整个Finalizer即是通过finalReference,由JVM和相应的java类相互配合来协同工作.并不是全部由jvm实现,因此可以认为其也并不是太底层的东西,而是为了实现相应的语义.一切都是正常的java来完成,由jvm配合.了解到整个过程,也是对java本身的运行机制有所了解.

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