一個GCRoot不可達的對象,會立刻被垃圾回收嗎?

這個問題是我在刷牛客面經的時候遇到的,還特地整理在了我的常規面試題文檔中,所以這道題主要考察的就是finalize方法的影響。

java提供了一個finalize方法,可以幫助我們進行資源釋放,類似於C++中的析構函數。但是目前普遍的認識是不要使用,爲什麼呢?就是因爲對java虛擬機的垃圾回收有影響。這篇文章對其進行一個說明。

一、爲什麼有影響

我們都知道一個對象GCRoot不可達,java虛擬機就認爲是垃圾對象,就會進行垃圾回收,但是如果這個對象包含了finalize函數,性質就不一樣了。怎麼不一樣了呢?

java虛擬機在進行垃圾回收的時候,一看到這個對象類含有finalize函數,就把這個函數交給FinalizerThread處理,而包含了這個finalize的對象就會被添加到FinalizerThread的執行隊列,並使用一個鏈表,把這些包含了finalize的對象串起來。

他的影響在於只要finalize沒有執行,那麼這些對象就會一直存在堆區,不過這裏只是4個包含了finalize的對象,影響不是那麼大,如果有一萬個或者是十萬個呢?這就影響大了。

finalize的原理其實很簡單,在這裏簡要的梳理一下:

(1)對象在初始化的過程中會判斷是否重寫了finalize,方法是判斷兩個字段標誌has_finalizer_flag和RegisterFinalizersAtInit。

(2)如果重寫了finalize,那就把當前對象註冊到FinalizerThread的ReferenceQueue隊列中。註冊之後的對象就叫做Finalizer。方法是調用register_finalizer函數。此時java虛擬機一看當前有這個對象的引用,於是就不進行垃圾回收了。

(3)對象開始被調用,FinalizerThread線程負責從ReferenceQueue隊列中獲取Finalizer對象。開始執行finalize方法,在執行之前,這個對象一直在堆中。

(4)對象執行完畢之後,將這個Finalizer對象從隊列中移除,java虛擬機一看對象沒有引用了,就進行垃圾回收了。

這就是整個過程。不過在這裏我們主要看的是finalize方法對垃圾回收的影響,其實就是在第三步,也就是這個對象含有finalize,進入了隊列但一直沒有被調用的這段時間,會一直佔用內存。

注意:這裏其實就是一道面試題,我在看牛客網上的面經時,看到有人被問到過。也就是GCRoot不可達的對象,會立刻被垃圾回收嗎?

我們使用一個案例來分析一波:

二、案例演示

我們創建一個類

public class TestFinalizer {
    public static class Fdd {
        //分配1M
        private byte[] content = new byte[1024*1024];
        @Override
        protected void finalize() {
            System.out.println("finalize被執行");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {   
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            Fdd fdd = new Fdd(); 
        }
    }
}

現在創建了類,我們設置一下參數。

# 最大堆內存
-Xmx5m 
# 最小堆內存
-Xms5m  
# 堆內存溢出錯誤打印
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
# 把堆相關信息保存在下列路徑
-XX:HeapDumpPath=F:/a.dump

在main方法中,創建了1000個Fdd對象,如果不執行finalize方法,那麼因爲沒有調用所以會進行垃圾回收,此時不斷我們創建多少個,都不會出現任何問題。但是如果存在finalize方法,就不一樣了。

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to F:/a.dump ...
finalize被執行
finalize被執行
finalize被執行
finalize被執行
finalize被執行
finalize被執行
finalize被執行
Unable to create F:/a.dump: File exists
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at com.fdd.chapter2.TestFinalizer$Fdd.<init>(TestFinalizer.java:6)
    at com.fdd.chapter2.TestFinalizer.main(TestFinalizer.java:14)

我們看到每個對象都會執行finalize,在執行之前的這段時間一直會在堆區,執行完了就會被清理,所以你看到這裏執行了不少於5次的finalize方法。但是對象一旦超出了我們設置的5M,就會出現內存溢出。一句話總結就是出現了對象堆積。現在使用MAT工具來分析一下。

Mat工具是一個插件,也可以自己下載一個。下載完成之後打開我們剛剛生成的a.dump即可。

下面這張圖就是分析的結果:

a這塊的內容就是Finalizer,也就是我們的Fdd對象,b包含的比較多,亂七八糟的剩餘信息。當然你也可以查看一些其他的信息。都在MAT工具上。還有一些正在執行的finalizer和準備執行的。

OK,一些其他的信息就不再展示了。

結論

一個GCRoot不可達的對象,不會立刻被垃圾回收,首先還會判斷是否包含了finalize方法,如果有那就先執行finalize方法,如果這樣的對象比較多,那麼這部分對象及時GCRoot不可達,變得沒用了,也會留在內存中,影響程序的效率。

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