Java垃圾回收机制如何调用finalize()方法？

Question

据我所知，垃圾回收器从一些初始对象（堆栈、静态对象）开始递归遍历构建可达对象的图。然后将这些对象占用的内存标记为已使用，并假设所有其余内存都是空闲的。

但是如果这个“空闲”内存包含一个带有finalize方法的对象呢？垃圾回收器必须调用它，但我不知道它如何知道不再可达的对象。

我认为垃圾回收器可以在这些“可终结”对象还活着时跟踪它们。如果是这样，那么即使这些对象仍然存在，拥有可终结对象会使垃圾回收变得更加昂贵吗？

- Vlad Shevchenko

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可能是Java-垃圾回收器如何快速知道哪些对象不再被引用？的重复问题。 - Gurwinder Singh

Answer 1

考虑 参考 API。

它提供了一些具有特殊语义的引用，即弱引用、软引用和幻象引用。还有另一种非public类型的特殊引用，用于需要终结的对象。

现在，当垃圾收集器遍历对象图并遇到这样一个特殊引用对象时，它不会将通过此引用可达的对象标记为强可达，而是使用特殊语义标记为可达。因此，如果一个对象只能通过终结器访问，引用将被加入队列，以便一个（或一个以上）终结器线程可以轮询队列并执行finalize()方法（不是垃圾收集器本身调用此方法）。

换句话说，在这里垃圾回收器永远不会处理完全无法访问的对象。为了将特殊语义应用于可达性，必须使“引用对象”可达，以便可以通过该引用访问到引用对象。在最终器可达性的情况下，当创建对象时会调用Finalizer.register，它会创建FinalReference的一个子类Finalizer的实例，然后在其构造函数中调用add()方法，将引用插入全局链接列表中。因此，所有这些FinalReference实例都可以通过该列表访问，直到实际进行终结。

由于这个FinalReference在对象实例化的时候就会被创建，即使对象尚未被收集，如果它的类声明了一个非平凡的finalize()方法，那么由于存在终结要求，就已经存在一些开销。

另一个问题是，被终结器线程处理的对象可被该线程访问，甚至可能逃逸，具体取决于finalize()方法的行为。但下一次，此对象变得不可达时，特殊的引用对象就不存在了，所以它可以像任何其他不可达对象一样对待。

只有当内存非常低，下一个垃圾回收必须更早地执行以最终回收该对象时，这才会成为性能问题。但在参考实现（也称为“HotSpot”或“OpenJDK”）中，并不会发生这种情况。事实上，在等待终结器队列中的对象处理期间，可能会出现OutOfMemoryError，其处理可能使更多的内存可回收。不能保证终结运行足够快以满足您的需求。这就是为什么不能依赖它的原因。

- Holger

Answer 2

但是如果这个“自由”内存包含一个有finalize方法的对象呢？GC必须调用它，但我不知道它如何知道不再可达的对象。

假设我们使用CMS垃圾收集器。在第一阶段成功标记所有活动对象后，它将再次扫描内存并删除所有死亡对象。GC线程不会直接为这些对象调用finalize方法。

在创建期间，它们被JVM包装并添加到finalizer队列中（请参见java.lang.ref.Finalizer.register（Object））。该队列在另一个线程（java.lang.ref.Finalizer.FinalizerThread）中处理，当没有对对象的引用时将调用finalize方法。更多细节请参见本博客文章。

那么，即使这些对象仍然存在，拥有finalizable对象是否会使垃圾收集变得更加昂贵？

正如您现在所看到的，大多数情况下不会。

- AdamSkywalker

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但是垃圾回收器如何找到无法访问的对象呢？据我所知，它只“看到”可访问的对象，其余所有对象都是“自由”的内存。如果没有对特定的无法访问的对象的引用，GC如何区分它呢？ - Vlad Shevchenko

当具有非平凡 finalize() 方法的对象被创建时，会调用 Finalizer.register(Object)。以这种方式创建的 FinalReference 的存在确保它可以在以后入队。 - Holger

@VladShevchenko GC 会标记活着的对象。Java 中的每个对象都有一些保留的空间用于元信息，例如它是否可达，它经历了多少次垃圾回收等。然后，GC 扫描堆并删除未被标记的对象。 - AdamSkywalker

Answer 3

finalise 方法在对象即将被垃圾回收时被调用。也就是说，当 GC 确定该对象不再被引用时，它可以调用该对象的 finalise 方法。GC 不必跟踪要进行终结的对象。

- code

Answer 4

根据 javadoc，finalize 会在垃圾收集器确定对象没有更多的引用时调用。

因此，该决定基于引用计数或类似的东西。

实际上，可能根本不会调用此方法。因此，将其用作析构函数可能不是一个好主意。

- macros013