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正文

内存清理

程序员都了解初始化的重要性，但通常会忽略清理的重要性。

毕竟，谁会去清理一个 int 呢？但是使用完一个对象就不管它并非总是安全的。

Java 中有垃圾回收器回收无用对象占用的内存。

但现在考虑一种特殊情况:

你创建的对象不是通过 new 来分配内存的，而垃圾回收器只知道如何释放用 new 创建的对象的内存，所以它不知道如何回收不是 new 分配的内存。

为了处理这种情况， Java 允许在类中定义一个名为 finalize()的方法。

finalize 的工作原理

当垃圾回收器准备回收对象的内存时，首先会调用其 finalize()方法，并在下一轮的垃圾回收动作发生时，才会真正回收对象占用的内存。

所以如果你打算使用 finalize()，就能在垃圾回收时做一些重要的清理工作。

finalize 的问题

在 Java 中，对象并非总是被垃圾回收，或者换句话说

1. 对象可能不被垃圾回收
2. 垃圾回收不等同于析构

这意味着在你不再需要某个对象之前，如果必须执行某些动作，你得自己去做。

Java 没有析构器或类似的概念，所以你必须得自己创建一个普通的方法完成这项清理工作。

例如，对象在创建的过程中会将自己绘制到屏幕上。

如果不是明确地从屏幕上将其擦除，它可能永远得不到清理。

如果在 finalize() 方法中加入某种擦除功能，那么当垃圾回收发生时， finalize() 方法被调用(不保证一定会发生)，图像就会被擦除，要是"垃圾回收"没有发生，图像则仍会保留下来。

也许你会发现，只要程序没有濒临内存用完的那一刻，对象占用的空间就总也得不到释放。

如果程序执行结束，而垃圾回收器一直没有释放你创建的任何对象的内存，则当程序退出时，那些资源会全部交还给操作系统。

这个策略是怡当的，因为垃圾回收本身也有开销，要是不使用它，那就不用支付这部分开销了。

finalize 存在的价值

如果你不能将 finalize()作为通用的清理方法，那么这个方法有什么用呢？

垃圾回收只与内存有关。

也就是说，使用垃圾回收的唯一原因就是为了回收程序不再使用的内存。

所以对于与垃圾回收有关的任何行为来说(尤其是 finalize() 方法)，它们也必须同内存及其回收有关。

但这是否意味着如果对象中包括其他对象， finalize()方法就应该明确释放那些对象呢？

不是，无论对象是如何创建的，垃圾回收器都会负责释放对象所占用的所有内存。

这就将对 finalize()的需求限制到一种特殊情况，即通过某种创建对象方式之外的方式为对象分配了存储空间。

不过，你可能会想， Java 中万物皆对象，这种情况怎么可能发生？

看起来之所以有 finalize() 方法，是因为在分配内存时可能采用了类似 C 语言中的做法，而非 Java 中的通常做法。

这种情况主要发生在使用本地方法的情况下

关于本地方法请参考我的这篇博客——JNI的实现原理是什么？

读到这里，你可能明白了不会过多使用 finalize()方法。

对，它确实不是进行普通的清理工作的合适场所。

那么，普通的清理工作在哪里执行呢？。

你必须实施清理要清理一个对象，用户必须在需要清理的时候调用执行清理动作的方法。

这听上去相当直接，但却与 C++ 中的"析构函数"的概念稍有抵触。

在 C++ 中，所有对象都会被销毁，或者说应该被销毀。

如果在 C++ 中创建了一个局部对象(在栈上创建，在 Java 中不行)，此时的销毁动作发生在以"右花括号"为边界的、此对象作用域的末尾处。

如果对象是用 new 创建的(类似于 Java 中)，那么当程序员调用 C++ 的 delete 操作符时( Java 中不存在)，就会调用相应的析构函数。

如果程序员忘记调用 delete ，那么永远不会调用析构函数，这样就会导致內存泄露，对象的其他部分也不会得到清理。

这种 bug 很难跟踪，也是让 C++ 程序员转向 Java 的一个主要因素。

相反，在 Java 中，没有用于释放对象的 delete ，因为垃圾回收器会帮助你释放存储空间。

甚至可以肤浅地认为，正是由于垃圾回收的存在，使得 Java 没有析构函数。

然而，随着学习的深入，你会明白垃圾回收器的存在并不能完全替代析构函数(而且绝对不能直接调用 finalize()，所以这也不是一种解決方案)。

如果希望进行除释放存储空间之外的清理工作，还是得明确调用某个恰当的 Java 方法:这就等同于使用析构函数了，只是没有它方便。

记住，无论是"垃圾回收"还是"终结"，都不保证一定会发生。

如果 Java 虚拟机( JVM )并未面临内存耗尽的情形，它可能不会浪费时间执行垃圾回收以恢复内存。

通常，不能指望 finalize()，你必须创建其他的"清理"方法，并明确地调用它们。

所以看起来， finalize() 只对大部分程序员很难用到的一些晦涩內存清理里有用。

但是， finalize()还有一个有趣的用法，它不依赖于每次都要对 finalize() 进行调用，这就是对象终结条件的验证。

当对某个对象不感兴趣时ー一一也就是它将被清理了，这个对象应该处于某种状态，这种状态下它占用的内存可以被安全地释放掉。

例如，如果对象代表了一个打开的文件，在对象被垃圾回收之前程序员应该关闭这个文件。

只要对象中存在没有被适当清理的部分，程序就存在很隐晦的 bug 。

finalize() 可以用来最终发现这个情況，尽管它并不总是被调用。

如果某次 finalize() 的动作使得 bug 被发现，那么就可以据此找出问题所在一一这才是人们真正关心的。

finalize 与资源管理

当不再需要内存资源时，可以通过垃圾回收器来回收它们，但对于其他一些资源，例如文件句柄或套接字句柄，当不再需要它们时，必须显式地交还给操作系统。

为了实现这个功能，垃圾回收器对那些定义了 finalize 方法的对象会进行特殊处理:在回收器释放它们后，调用它们的 finalize 方法，从而保证一些持久化的资源被释放。

由于终结器可以在某个由 JVM 管理的线程中运行，因此终结器访问的任何状态都可能被多个线程访问，这样就必须对其访问操作进行同步。

终结器并不能保证它们将在何时运行甚至是否会运行，并且复杂的终结器通常还会在对象上产生巨大的性能开销。

要编写正确的终结器是非常困难的。

在大多数情况下，通过使用 try-with-resources 能够比使用终结器更好地管理资源。

唯一的例外情况在于:当需要管理对象，并且该对象持有的资源是通过本地方法获得的。

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