【❀Java虚拟机】对象终止机制

什么是对象终止机制？

Java语言提供了对象终止( finalization )机制来允许开发人员提供对象被销毁之前的自定义处理逻辑处理。

当垃圾回收器发现没有任何引用指向某个对象时，那么就会在垃圾回收中清除这个对象，在垃圾回收器回收此对象之前，会先调用这个对象的 finalize() 方法。

我们发现 finalize() 方法允许在子类中被重写，所以我们可以利用这个重写的方法，用于在对象被回收时进行资源的释放操作或者一些清理操作，比如：关闭文件、套接字和数据库连接等。

从功能上来说，finalize() 方法与 C++ 中的析构函数比较相似，但是Java采用的是基于垃圾回收器的自动内存管理机制，它们在本质上还有区别。

对象终止的注意细节

finalize() 方法在一个对象生命周期中，只会被调用一次( 即使被复活过 )。我们开发人员切记不要主动调用某个对象的 finalize() 方法，而是应该交给垃圾回收机制去调用。因为在 finalize() 方法中，我们可以导致对象重新复活，也就是不让垃圾回收器回收，这会影响垃圾回收器本身的工作。因为 finalize() 方法的执行时间是没有保障的，它完全由GC线程决定，也就是说，若不发生GC，那么 finalize() 方法将永远没有机会执行。因为一个糟糕的 finalize() 方法会严重影响GC的性能，所以也不建议自己去调用。

对象的三种生命状态

由于finalize()方法的存在，虚拟机中的对象一般会有三种可能的状态。

如果从所有的根节点都无法访问到某个对象，说明对象己经不再使用了。一般来说，此对象需要被回收。但事实上，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑”阶段。因为一个无法触及的对象有可能在某一个条件下“复活”自己，如果这样，那么对它的回收就是不合理的。

• 可触及的状态：从GC Roots根节点开始，可以到达这个对象
• 可复活的状态：对象的所有引用都已经被释放，但是对象有可能在 finalize() 方法中复活
• 不可触及的状态：对象的 finalize() 被调用后发现也没有被复活，那么就会进入不可触及状态，不可触及的对象不可能再被复活，因为 finalize() 只会被调用一次

对象的回收判定过程

判定一个对象A是否可回收，至少要经历两次标记过程。

如果对象A到GC Roots没有引用链，则进行第一次标记：

• 如果对象A没有重写 finalize() 方法，或者 finalize() 方法已经被虚拟机调用过了，则虚拟机视为“没有必要执行”，此时对象A被判定为不可触及的状态
• 如果对象A重写了 finalize() 方法，且还未执行过，那么对象A会被插入到F-Queue的队列中，然后由虚拟机自动创建的、低优先级的Finalizer线程触发其 finalize() 方法执行

对象A会被插入到F-Queue的队列中后， GC会对这个队列中的所有对象进行第二次标记：

• 如果对象A在 finalize() 方法中也没有与引用链上的任何一个对象建立联系，那么在第二次标记时，对象A就会被判定为不可触及的状态
• 如果对象A在 finalize() 方法中与引用链上的任何一个对象建立了联系，那么在第二次标记时，对象A就会被判定为可复活的状态。 但是当对象再次出现没有引用存在的情况时， finalize() 方法也不会被再次调用，直接被判定为不可触及的状态。

对象的回收过程演示

public class CanReliveObj {
    public static CanReliveObj obj;

    // 重写finalize方法(第二次标记)
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("调用当前类重写的finalize()方法");
        obj = this;
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            obj = new CanReliveObj();

            obj = null;
            System.gc(); // 第一次标记
            System.out.println("第1次 gc");
            Thread.sleep(2000);
            if (obj == null)
                System.out.println("obj is dead");
            else
                System.out.println("obj is still alive");
            obj = null;
            System.gc();
            System.out.println("第2次 gc");
            Thread.sleep(2000);
            if (obj == null)
                System.out.println("obj is dead");
            else
                System.out.println("obj is still alive");

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

当把上面重写的finalize方法取消时：

当把上面重写的finalize方法加上时：

什么是GC Roots？

上面提到的GC Roots是什么，它是垃圾回收器在垃圾回收时进行判断的根搜索对象集合，那么如何利用工具查看代码中的GC Roots呢？

编写测试代码

public class GCRootsTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> numList = new ArrayList<>();
        Date birth = new Date();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            numList.add(String.valueOf(i));
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("数据添加完毕...");
        new Scanner(System.in).next();
        numList = null;
        birth = null;
        System.out.println("对象已被置空...");
    }
}

获取堆内存的Dump文件

命令行方式

# 查看当前进程
jps
# 生成dump文件
jmap -dump:format=b,live,file=test1.bin 进程ID