finalize()和四种引用的一点思考

Posted 2022-12-06 wuweishuo

一次对ThreadLocal的学习引发的思考

ThreadLocal对Entry的引用是弱引用，于是联想到四种引用的生命周期。

1. 强引用，不会进行垃圾回收
2. 软引用，JVM内存不够，进行回收
3. 弱引用，下次GC，直接进行回收
4. 虚引用，不会对GC产生任何影响，结合ReferenceQueue使用，只为引用被回收时收到通知。

所以如果只有弱引用指向ThreadLocal，那么下次GC，ThreadLocal将被回收。阿里的代码规范上也要求ThreadLocal要被static修饰，就是为了防止后续还要使用，但ThreadLocal已被GC回收。

然后为了测试弱引用被GC写了下面的代码：

    @Test
    public void test() throws InterruptedException 
        ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();

        Thread thread = new Thread(() -> 
            while (true)
                Object obj;
                if((obj = queue.poll())!= null)
                        System.out.println("queue!!! " + obj);
                
            
        );

        thread.start();
        Reference reference1 = new Reference();
        WeakReference reference = new WeakReference(reference1, queue);
        System.out.println(reference);
        reference1 = null;

        System.gc();

        thread.join();

    

    private static class Reference 

        @Override
        protected void finalize() throws Throwable 
            System.out.println("finalize!!!"+this);
        
    

输出如下：

java.lang.ref.WeakReference@200a570f
queue!!! java.lang.ref.WeakReference@200a570f
finalize!!!ConnectionTest$Reference@74560fd0

queue比finalize先输出，开始我以为是io竞争，忽视不理，将弱引用改为虚引用，这时输出为：

java.lang.ref.PhantomReference@200a570f
finalize!!!ConnectionTest$Reference@74560fd0

queue一直不输出，这时我怀疑是我代码问题，于是在网上百度了别人的例子改了下，可以正常输出queue，我又怀疑是我自定义类的问题，于是将原来代码虚引用改为String

PhantomReference reference = new PhantomReference(new String(), queue);

正常输出，what？？？但是我的自定义类没什么东西啊，只有一个finalize（），难道它会影响引用，但弱引用没问题，虚引用就有问题？？？于是我将虚引用改为软引用，然后创建大量的数组，正常输出。

于是我怀疑finalize对虚引用有什么影响，难道找到bug了，我百度了finalize和虚引用，然后找到以下文章：

JAVA虚引用为什么在重载finalize后不会在回收时被置入引用队列?

finalize方法执行过程

详细可以看：How to Handle Java Finalization‘s Memory-Retention Issues

1. 重写了finalize()的类实例化时，JVM会标记该对象为finalizable
2. GC thread检测到对象不可达时，如果对象是finalizable，会将对象添加到finalization queue，对象重新可达，推迟GC
3. finalizer thread在一段时间之后，将会从finalization queue出队对象，调用对象的finalize()，随后标记对象为finalized
4. GC thread重新检测到对象不可达，这时才回收对象。

看到这也就明白的虚引用在重写了finalize()之后为啥不输出queue，要经过两次GC，对象才会被回收，这时才进入Reference Queue，将代码改动如下：

    @Test
    public void test5() throws InterruptedException 
        Reference reference = new Reference();
        ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();
        Thread thread = new Thread(() -> 
            while (true)
                Object obj;
                if((obj = referenceQueue.poll())!= null)
                    System.out.println("queue!!! "+obj);
                
            
        );

        thread.start();
        PhantomReference reference1 = new PhantomReference(reference, referenceQueue);
        reference = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(1000);
        System.gc();
        thread.join();
    

输出如下：

finalize!!!ConnectionTest$Reference@74560fd0
queue!!! java.lang.ref.PhantomReference@5b708109

jstat也可以看到进行了两次的GC差别：

不输出queue的gc情况：

输出queue的gc情况：

虚引用和弱引用进入Reference Queue时机

上面已经解释了虚引用为啥不输出queue的原因，但为啥弱引用只经过一次gc就输出了queue的？？

JAVA虚引用为什么在重载finalize后不会在回收时被置入引用队列?

弱引用、虚引用、finalize实践，及它们的顺序

这两篇文章提到：

1. 弱引用：一旦对象只有弱引用，GC是会把弱引用直接插入引用队列，与插入finalization queue是同一时机。
2. 虚引用：要在对象正式被回收，才进入引用队列

此外，我还发现jdk8虚引用不用调用clear()清除referent对象，要在引用队列中手动清除。

jdk8 PhantomReference注释如下：

* Unlike soft and weak references, phantom references are not
* automatically cleared by the garbage collector as they are enqueued.  An
* object that is reachable via phantom references will remain so until all
* such references are cleared or themselves become unreachable.