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Java 性能优化[4]:关于 finalize 函数

  上次的帖子聊了垃圾回收器的调优,当时啰嗦了比较长的篇幅,就没再继续提 finalize 的事儿(其实这玩意儿和 GC 是沾点儿边的)。今天咱就把 finalize 函数相关的性能话题拿来说一下。


★finalize 函数的调用机制


  俺经常啰嗦:“了解本质机制的重要性”。所以今天也得先谈谈 finalize 函数的调用机制。在聊之前,先声明一下:Java虚拟机规范(见“这里”),并没有硬性规定垃圾回收该不该搞,以及该如何搞。所以俺这里提到的 finalize 函数的调用机制,或许适用于大多数 JVM,但【不保证】适用于所有的 JVM。

◇何时被调用?


  finalize 啥时候才会被调用捏?一般来说,要等到JVM开始进行垃圾回收的时候,它才【有可能】被调用。而 JVM 进行垃圾回收的时间点是【非常】不确定的,依赖于各种运行时的环境因素。具体细节可以参见“本系列前一帖”。正是由于 finalize 函数调用时间点的不确定,导致了后面提到的某些缺点。

◇谁来调用?


  说完何时调用,咱接着来聊一下被谁调用?
  常见的 JVM 会通过 GC 的垃圾回收线程来进行 finalize 函数的调用。由于垃圾回收线程比较重要(人家好歹也是 JVM 的一个组成部分嘛),为了防止 finalize 函数抛出的异常影响到垃圾回收线程的运作,垃圾回收线程会在调用每一个 finalize 函数时进行 try/catch,如果捕获到异常,就直接丢弃,然后接着处理下一个失效对象的 finalize 函数。


★对 finalize 函数的误解和误用


◇把 finalize 理解为“析构函数”


  学过 C++ 的同学应该都知道“析构函数”(不懂 C++ 的同学直接跳过此小节)。C++ 析构函数是在对象离开作用域的当口,【立即】被调用的。
  很多从 C++ 转 Java 的同学会想当然地把 Java 的 finalize 函数牵强附会成 C++ 的析构函数(两者确实有某些相似之处)。然而,现实往往不是这么美好滴。由于 Java 的 finalize 函数和 C++ 的析构函数之间有许多非常【关键性】的差异,那些把 finalize 拿来当析构函数用的同学,是注定要碰壁滴(具体请看本文后面“finalize 函数的缺点”)。

◇依靠 finalize 来释放资源


  很多同学寄希望于通过 finalize() 来完成类对象中某些资源的释放(比如关闭数据库连接之类)。
  有这种企图的同学,请注意看本文后面的“finalize 函数的缺点”!


★使用 finalize 函数的注意事项


  下面介绍的注意事项,有些可能和性能优化关系不大,俺也一并列出来。

◇调用时间不确定——有资源浪费的风险


  前面已经介绍了调用机制。同学们应该认清【finalize 的调用时机是很不确定的】这样一个事实。所以,假如你把某些稀缺资源放到 finalize() 中释放,可能会导致该稀缺资源等上很久很久很久以后才被释放。这可是资源的浪费啊!
  另外,某些类对象所携带的资源(比如某些 JDBC 的类)可能本身就很耗费内存,这些资源的延迟释放会造成很大的性能问题。

◇可能不被调用——有资源泄漏的风险


  很多同学误以为 finalize() 总是会被调用,【其实不然】。在某些情况下,finalize() 压根儿不被调用。比如在 JVM 退出的当口,内存中那些对象的 finalize 函数可能就不会被调用了。
  俺估摸着:还有同学在打 “runFinalizersOnExit” 的主意,来确保所有的 finalize 在 JVM 退出前被调用。但是,很可惜也很遗憾,该方法从 JDK 1.2 开始,就已经被废弃了。即使该方法不被废弃,也是有很大的线程安全隐患滴!企图打这个主意的同学,趁早死了这条心吧!
  从上述可以看出,一旦你依赖 finalize() 来帮你释放资源,那可是很不妙啊(【有资源泄漏的危险】)!关于资源泄漏的严重性,俺在“这里”曾经提到过。很多时候,资源泄露导致的性能问题更加严重,万万不可小看。

◇对象可能在 finalize 函数调用时复活——有诈尸的风险


  诈尸的情况比较少见,不过俺还是稍微提一下。
  本来,只有当某个对象已经失效(没有引用),垃圾回收器才会调用该对象的 finalize 函数。但是,万一碰上某个变态的程序员,在 finalize() 函数内部再把对象自身的引用(也就是 this)重新保存在某处,也就相当于把自己复活了(因为这个对象重新有了引用,不再处于失效状态)。这种做法是不是够变态啊 :-)
  为了防止发生这种诡异的事情,垃圾回收器只能在每次调用完 finalize() 之后再次去检查该对象是否还处于失效状态。这无形中又增加了 JVM 的开销。
  随便提一下。由于 JDK 的文档中规定了(具体参见“这里”),JVM 对于每一个类对象实例最多只会调用一次 finalize()。所以,对于那些诈尸的实例,当它们真正死亡时,finalize() 反而不会被调用了。这看起来是不是很奇怪?

◇要记得自己做异常捕获


  刚才在介绍 finalize() 调用机制时提到,一旦有异常抛出到 finalize 函数外面,会被垃圾回收线程捕获并丢弃。也就是说,异常被忽略掉了(异常被忽略的危害,“这里”有提到)。为了防止这种事儿,凡是 finalize() 中有可能抛出异常的代码,你都得写上 try catch 语句,自己进行捕获。

◇要小心线程安全


  由于调用 finalize() 的是垃圾回收线程,和你自己代码的线程不是同一个线程;甚至不同对象的 finalize() 可能会被不同的垃圾回收线程调用(比如使用“并行收集器”的时候)。所以,当你在 finalize() 里面访问某些数据的时候,还得时刻留心线程安全的问题。


★结论


  前面废了这么多话,最后稍微总结一下。俺窃以为:finalize 实在是 Java 的鸡肋。或许它对于【极少数】程序员有用,但对于大多数人(包括俺自个儿),这玩意儿压根儿没啥好处。大伙儿还是尽量不用为妙。


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https://program-think.blogspot.com/2009/06/java-performance-tuning-4-finalize.html

5 条评论

  1. 你好,一直关注你的博客;对于java的finalize;有很多文章有如下的一个说明:
    "java 中的finalize()方法是为了清除那些不是用new 创建的内存,因为java的垃圾回收器只回收new 创建的内存,且只有当垃圾回收器启动时才会执行finalize()方法,而java中一切皆为对象,似乎没有必要用到finalize()方法,其实finalize()的最大用处在于java可以调用c或c++写的程序,除非你用c/c++里的free(),否则它不会自动释放内存,其后free()是c/c++里的方法,因此你得在finalize()里用native method(java对其它语言的支持)方法调用free();"
    不知道博主对这种做法有什么样的看法?如果不在finalize里面去free本地方法所malloc( )的内存,又要怎么做呢?

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    1. TO jacky zheung
      恭喜你占了这篇老帖子的沙发 :)

      对于你引用的这种说法,俺不太赞同。

      在这篇博文中,俺已经介绍了 finalize() 的缺陷之一,“◇可能不被调用——有资源泄漏的风险”
      既然 finalize() 有可能不被调用,寄希望它来释放 native method 的资源,不靠谱。

      不论是否用到 native method,如果牵涉到内存以外的资源,最好是自己手工保证资源的释放。

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  2. 请教下大牛,最近我想用eclipse开始Android的app, 主要是调用摄像机,控制曝光,工作距离之类的 。但我没有java方面的任何经验,这个怎么上路啊 ?我常用email:wangpeng@illinois.edu

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