第7条 避免使用终结方法

一、终结方法VS析构器

熟悉C++的都知道,析构器是用来回收一个对象所占用资源的常规方法,是构造器所必需的对应物。在JAVA中,当一个对象变得不可达时,垃圾回收器会回收与该对象关联的存储空间,这不需要我们操心。对于非内存资源的回收,C++析构器是可以管理的,而JAVA的垃圾回收器是不会管理这些非内存资源的,我们通常使用try-finally块来显式管理这些资源,比如文件操作,socket连接等。

二、终结方法的缺点

1、行为不稳定

终结方法不能保证被及时地执行,有时甚至根本不会被执行。从一个对象变成不可到达开始,到它的终结方法被执行,所花费的时间是任意长的。如果在终结方法中执行文件关闭操作,很有可能造成程序因为不能打开文件而出现运行错误,因为终结方法执行时间是任意的,而系统文件打开数是一定的,当系统文件打开数达到最大时,程序就会抛出Open too many files异常,这是系统级错误,所以不能依靠终结方法来处理这些有限资源的释放。另外,也不能依赖终结方法来更新重要的持久状态。例如,依赖终结方法解放共享资源(比如数据库)上的永久锁,很容易让整个分布式系统垮掉。

ps:可达性
从强到弱,不同级别的可达性反应对象的生命周期,定义如下:

如果一个对象可以被一些线程直接使用而不用通过其他引用对象,那么它就是强可达。一个新创建的对象对创建它的线程来讲就是强可达的。

如果一个对象没有强可达性,但是它可以通过一个软引用(soft reference.)来使用,那么它就具有软可达性。

如果一个对象既没有强可达性,也没有软可达性,但是它可以通过一个弱引用(weak reference)来使用,那么他就具有弱可达性。当弱引用指向的弱可达对象没有其他的引用,那么这个对象就会被回收。

如果一个对象既没有强可达性,也没有软可达性、弱可达性,他已经被finalized,并且有一些虚引用(phantom reference)指向它,那么它就具有虚可达性。

当一个对象不能通过以上的方式指向,那么这个对象就变得不可达,并因此适合被回收

2、可移植性问题

及时执行终结方法是垃圾回收算法的一个主要功能,而每个JVM实现中,垃圾回收算法是不一样的,这就导致终结方法在不同JVM实现下表现的差异,这种差异可能带来灾难性影响。

3、性能损失

使用终结方法销毁对象需要依赖于JVM的垃圾回收算法调度,这样必将造成销毁对象耗时更多,降低性能。数据统计,创建和销毁一个简单对象的时间大约为5.6ns,增加一个终结方法使时间增加到2400ns。换句话说,用终结方法创建和销毁对象慢了大约430倍。

三、有没有替代方法?

如果类的对象中封装的资源确实需要终止,则可以用下面的方法来替代使用终结方法。只需提供一个显示的终止方法,并且要求该类的客户端在每个实例不再有用的时候调用这个方法。值得提及的一个细节是,该实例必须记录下自己是否已经被终止并了:显示的终止方法必须在一个私有域中记录下”该实例不再有效”,可以是一个boolean也可以是其他的。这样做为了防止其他方法或者线程来调用这个已经被终结的对象之后造成不可预知的结果。显示终结方法的典型例子是InputStream、OutputStream和java.sql.Connection上的close方法。显示的终止方法通常与try-finally结构结合以来使用,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,终止方法也会进行的:

public void test() {
FileInputStream fin = null;
try {
fin = new FileInputStream(filename);
//do something.
} finally {
fin.close();
}
}

终结方法有什么好处?

它们有两种合法的用途。第一种用途是,当对象的所有者忘记调用前面段落中建议的显示终结方法时,可以充当“安全网”的作用,做好第二道防御的措施。虽然这样做并不能保证会及时的调用,但是迟一点执行总比没有执行好吧

终结方法第二种合理的用途与对象的本地对等体(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委托给一个本地对象。因为本地对等体不是一个普通的Java对象,所以垃圾回收器并不会知道它,当它的Java对等体被回收的时候,它不会被回收。在本地对等体并不拥有关键资源的前提下,终结方法正是执行这项任务最合适的工具。如果本地对等体拥有必须被马上终止的资源,那么该类就应该有一个显示的终止方法。

值得注意的是,“终结方法链”并不会被自动的执行。如果类有终结方法,并且子类覆盖了终结方法,则需要手动的去调用超类的终结方法。可以这么使用来确保父类的终结方法也会得到调用:

@Override
protected void finalize() throws Throwable {
try {
// .....
} finally {
super.finalize();
}
}
如果子类覆盖了超类的终结方法,但是忘了手动的调用终结方法,那么超类的终结方法将永远也不会被调用到。要防范这样粗心大意或者恶意的子类也是有可能的,代价就是为每个将被终结的对象创建一个附加的对象。不是把终结方法放在要求终结处理的类中,而是放在一个匿名的类中,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成为终结方法守卫者(finalizer guardian),外围类的每个实例都会创建这样一个守卫者。外围实例在私有实例域中保存着一个对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,就好像它是终结方法外围让对象上的一个方法一样。

public class Parent {

public static void main(String[] args){
doSth();
System.gc();
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

private static void doSth() {
Child c = new Child();
System.out.println(c);
}

private final Object guardian = new Object(){

@Override
protected void finalize(){
System.out.println("执行父类中匿名内部类--终结方法守卫者,重写的finalize()");
// 在这里调用Parent重写的finalize即可在清理子类时调用父类自己的清理方法
parentlFinalize();
}
};

protected void parentlFinalize() {
System.out.println("执行父类自身的终结方法");
}
}

class Child extends Parent {

@Override
protected void finalize() {
System.out.println("执行子类finalize方法,注意,这里子类并没有调用super.finalize()");
// 由于子类(忘记或者其他原因)没有调用super.finalize()
// 使用终结方法守卫者可以保证子类执行finalize()时(没有调用super.finalize()),父类的清理方法仍旧调用
}
}

总之除非是作为资源回收处理的第二道防线(安全网)或者是为了终结非关键的资源,否则请不要使用终结方法。如果没办法真的使用了finalize,别忘记了调用super.finalize()。还应考虑是否使用终结方法守卫者,使未调用super.finalize()方法的类的父类的终结方法也会被执行。

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