Java中 System.gc() 调用垃圾收集器与 finalize() 函数

Java垃圾回收器的注意事项:

  1. "对象可以不被垃圾回收" : java的垃圾回收遵循一个特点, 就是能不回收就不会回收.只要程序的内存没有达到即将用完的地步, 对象占用的空间就不会被释放.因为如果程序正常结束了,而且垃圾回收器没有释放申请的内存, 那么随着程序的正常退出, 申请的内存会自动交还给操作系统; 而且垃圾回收本身就需要付出代价, 是有一定开销的, 如果不使用,就不会存在这一部分的开销.
  2. 垃圾回收只能回收内存, 而且只能回收内存中由java创建对象方式(堆)创建的对象所占用的那一部分内存, 无法回收其他资源, 比如文件操作的句柄, 数据库的连接等等.
  3. 垃圾回收不是C++中的析构. 两者不是对应关系, 因为第一点就指出了垃圾回收的发生是不确定的, 而C++中析构函数是由程序员控制(delete) 或者离开器作用域时自动调用发生, 是在确定的时间对对象进行销毁并释放其所占用的内存.
  4. 调用垃圾回收器(GC)不一定保证垃圾回收器的运行

System.gc() 

      System.gc()用于调用垃圾收集器,在调用时,垃圾收集器将运行以回收未使用的内存空间。它将尝试释放被丢弃对象占用的内存。然而System.gc()调用附带一个免责声明,作用只是提醒虚拟机程序员写的程序需要进行一次垃圾回收,无法保证对垃圾收集器的调用(也就是说无法保证垃圾回收一定会进行)。我们习惯了从现实世界的经验中获得的“条件适用”。一切都附有免责声明!

       System.gc()可以回收大部分的对象,凡是new出来的对象,gc都能回收,一般情况下我们又不会用new以外的方式去创建对象。

  JVM实现者可以通过System.gc()调用来决定JVM的行为。一般来说,我们在编写Java代码并将其留给JVM时,不要考虑内存管理。在一些特殊情况下,如我们正在编写一个性能基准,我们可以在运行之间调用System.gc()。

       System.gc()依赖于JVM虚拟机。

注意:不要频繁使用gc函数(垃圾回收本身就有一定的开销,不利于性能的发挥,但是它会降低内存的使用),要保持代码健壮(注意将不用的变量置为null),让JVM虚拟机去管理内存。 

finalize()函数

finalize()工作流程:当对象变成(GC Roots)不可达时,GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法,若未覆盖,则直接将其回收。否则,若对象未执行过finalize方法,将其放入F-Queue队列,由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。执行finalize方法完毕后,GC会再次判断该对象是否可达,若不可达,则进行回收,否则,对象“复活”。

具体的finalize流程:

对象可由两种状态,涉及到两类状态空间,一是终结状态空间 F = {unfinalized, finalizable, finalized};二是可达状态空间 R = {reachable, finalizer-reachable, unreachable}。各状态含义如下:

  • unfinalized: 新建对象会先进入此状态,GC并未准备执行其finalize方法,因为该对象是可达的
  • finalizable: 表示GC可对该对象执行finalize方法,GC已检测到该对象不可达。正如前面所述,GC通过F-Queue队列和一专用线程完成finalize的执行
  • finalized: 表示GC已经对该对象执行过finalize方法
  • reachable: 表示GC Roots引用可达
  • finalizer-reachable(f-reachable):表示不是reachable,但可通过某个finalizable对象可达
  • unreachable:对象不可通过上面两种途径可达

状态变迁图:

变迁说明:

  1. 新建对象首先处于[reachable, unfinalized]状态(A)
  2. 随着程序的运行,一些引用关系会消失,导致状态变迁,从reachable状态变迁到f-reachable(B, C, D)或unreachable(E, F)状态
  3. 若JVM检测到处于unfinalized状态的对象变成f-reachable或unreachable,JVM会将其标记为finalizable状态(G,H)。若对象原处于[unreachable, unfinalized]状态,则同时将其标记为f-reachable(H)。
  4. 在某个时刻,JVM取出某个finalizable对象,将其标记为finalized并在某个线程中执行其finalize方法。由于是在活动线程中引用了该对象,该对象将变迁到(reachable, finalized)状态(K或J)。该动作将影响某些其他对象从f-reachable状态重新回到reachable状态(L, M, N)
  5. 处于finalizable状态的对象不能同时是unreahable的,由第4点可知,将对象finalizable对象标记为finalized时会由某个线程执行该对象的finalize方法,致使其变成reachable。这也是图中只有八个状态点的原因
  6. 程序员手动调用finalize方法并不会影响到上述内部标记的变化,因此JVM只会至多调用finalize一次,即使该对象“复活”也是如此。程序员手动调用多少次不影响JVM的行为
  7. 若JVM检测到finalized状态的对象变成unreachable,回收其内存(I)
  8. 若对象并未覆盖finalize方法,JVM会进行优化,直接回收对象(O)
  9. 注:System.runFinalizersOnExit()等方法可以使对象即使处于reachable状态,JVM仍对其执行finalize方法

注意:

1、Java无法保证finalize()会被及时执行并且根本无法保证它会被执行 (因为程序中其他线程的优先级远远高于finalize()函数线程的优先级);

2、它会带来性能问题可能会带来程序的暂时停止;

3、finalize()方法至多由GC执行一次(用户当然可以手动调用对象的finalize方法,但并不影响GC对finalize的行为) ;

4、如果一种未被捕获的异常在使用finalize方法时被抛出,这个异常不会被捕获,finalize方法的终结过程也会终止,造成对象出于破坏的状态。被破坏的对象又很可能导致部分资源无法被回收, 造成浪费.

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