Главная » Java » Сборка мусора и метод finalize

0

Java выполняет всю сборку программного мусора автоматически и избавляет вас от необходимости явного освобождения объектов.

Проще говоря, это означает, что память, занимаемая неиспользуемым  объектом, может быть возвращена в систему. При этом никаких действий с вашей стороны не требуется — в сущности, вы ничего и не сможете сделать. Объект является “неиспользуемым”,  когда на него отсутствуют ссылки в статических данных и в любой из переменных

выполняемого в настоящий момент метода, когда не удается найти ссылку на него посредством отслеживания полей и элементов массивов статических данных и переменных методов, и так далее. Объекты создаются оператором new, но соответствующего  ему оператора delete не существует. После завершения работы с объектом вы просто перестаете ссылаться на него (изменяете его ссылку так, чтобы она указывала на другой объект или null) или возвращаетесь из метода, чтобы его локальные переменные перестали существовать и не указывали на объект. Когда ссылок на объект не остается нигде, за исключением других неиспользуемых  объектов, данный объект может быть уничтожен сборщиком мусора. Мы пользуемся выражением “может быть”, потому что память освобождается лишь в том случае, если ее недостаточно или если сборщик мусора захочет предотвратить ее нехватку.

Автоматическая сборка мусора означает, что вам никогда не придется беспокоиться о проблеме “зависших ссылок” (dangling references). В тех системах, где предусмотрен прямой контроль за удалением, допускается освобождение объектов, на которые ссылаются другие объекты. В таком случае ссылка становится “зависшей”, то есть она указывает на область памяти, которая в системе считается свободной. Эта “свободная” память может быть использована для создания нового объекта, и тогда “зависшая ссылка” будет указывать на нечто совершенно отличное от того, что предполагалось в объекте. В результате содержимое этой памяти может быть использовано совершенно непредсказуемым  образом, и возникает полный хаос. Java решает проблему “зависших ссылок” за вас, поскольку объект, на который имеется ссылка, никогда не будет уничтожен сборщиком мусора.

Сборка мусора происходит без вашего вмешательства, однако она все же требует определенного внимания. Создание и уничтожение многочисленных  объектов может помешать работе тех приложений, для которых время выполнения оказывается критичным. Программы следует проектировать так, чтобы количество создаваемых в них объектов было разумным.

Сборка мусора еще не является гарантией того, что для любого вновь создаваемого объекта всегда найдется память. Вы можете бесконечно создавать объекты, помещать их в список и делать это до тех пор, пока не кончится память, и при этом не будет ни единого неиспользуемого  объекта, который можно было бы уничтожить. Например, подобная “утечка памяти” может быть обусловлена тем, что вы продолжаете поддерживать ссылки на ненужные объекты. Сборка мусора решает многие, но не все проблемы с выделением памяти.

2.10.1. Метод finalize

Обычно вы и не замечаете, как происходит уничтожение “осиротевших” объектов. Тем не менее класс может реализовать метод с именем finalize, который выполняется перед уничтожением объекта или при завершении работы виртуальной машины. Метод finalize дает возможность использовать удаление объекта для освобождения других, не связанных с Java ресурсов. Он объявляется следующим образом:

protected void finalize() throws Throwable {

super.finalize();

// …

}

Роль метода finalize становится особенно существенной при работе с внешними по отношению к Java ресурсами, которые слишком важны, чтобы можно было дожидаться этапа сборки мусора. Например, открытые файлы (число которых обычно ограничено) не могут дожидаться завершающей фазы finalize — нет никакой гарантии, что объект, содержащий открытый файл, будет уничтожен сборщиком мусора до того, как израсходуются все ресурсы по открытию файлов.

Поэтому в объекты, распоряжающиеся  внешними ресурсами, следует включать метод finalize, освобождающий  ресурсы и предотвращающий  их утечку. Кроме того, вам придется предоставить программистам возможность явного освобождения этих ресурсов. Например, в класс, который открывает файл для своих целей, следует включить метод close для закрытия файла, чтобы пользующиеся этим классом программисты могли явным образом распоряжаться количеством открытых файлов в системе.

Иногда может случиться так, что метод close не будет вызван, несмотря на то, что работа с объектом закончена. Возможно, вам уже приходилось сталкиваться с подобными случаями. Вы можете частично предотвратить “утечку файлов”, включив в класс метод finalize, внутри которого вызывается close, — таким образом можно быть уверенным, что вне зависимости от качества работы других программистов ваш класс никогда не будет поглощать открытые файлы. Вот как это может выглядеть на практике:

public class ProcessFile {

private Stream File;

public ProcessFile(String path) { File = new Stream(path);

}

// …

public void close() {

if (File != null) { File.close(); File = null;

}

}

protected void finalize() throws Throwable {

super.finalize();

close();

}

}

Обратите внимание: метод close написан так, чтобы его можно было вызвать несколько раз. В противном случае, если бы метод close уже использовался ранее, то при вызове finalize происходила бы попытка повторного закрытия файла, что может привести к ошибкам.

Кроме того, в приведенном выше примере следует обратить внимание на то, что метод finalize вызывает super.finalize. Пусть это войдет у вас в привычку для всех методов finalize, которые вам придется писать. Если не использовать super.finalize, то работа вашего класса завершится нормально, но суперклассы, для которых не были выполнены необходимые завершающие действия, могут вызвать сбои. Помните, вызов super.finalize — это полезное правило, применяемое даже в том случае, если ваш класс не является расширением другого класса. Помимо того, что это послужит вам дополнительным

напоминанием на будущее, вызов super.finalize в подобных ситуациях позволит в будущем породить класс, аналогичный Process File, от другого суперкласса и при этом не

заботиться о переделке метода finalize.

В теле метода finalize может применяться конструкция try/catch для обработки исключений в вызываемых методах, но любые неперехваченные  исключения, возникшие при выполнении метода finalize, игнорируются. Исключения подробно рассматриваются  в главе 7.

Сборщик мусора может уничтожать объекты в любом порядке, а может и не уничтожать их вовсе. Память будет освобождаться в тот момент, который сборщик мусора сочтет подходящим. Отсутствие привязки к какому-то конкретному порядку позволяет сборщику

мусора действовать оптимальным образом, что позволяет снизить накладные расходы на его работу. Вы можете напрямую вызвать сборщик мусора, чтобы память была освобождена раньше (см. раздел “Управление памятью”).

При завершении работы приложения вызываются методы finalize для всех существующих объектов. Это происходит независимо от того, что послужило причиной завершения; тем не менее некоторые системные ошибки могут привести к тому, что часть методов finalize не будет запущена. Например, если программа завершается по причине нехватки памяти, то сборщику мусора может не хватить памяти для поиска всех объектов и вызова их методов finalize. И все же в общем случае можно рассчитывать на то, что метод finalize будет вызван для каждого объекта.

2.10.2. Восстановление объектов в методе

Метод finalize может “воскресить” объект, снова делая его используемым — скажем, включая его в статический список объектов. Подобные действия не рекомендуются, но Java не сможет ничего сделать, чтобы предотвратить их.

Тем не менее Java вызывает finalize ровно один раз для каждого объекта, даже если данный объект уничтожается сборщиком мусора повторно из-за того, что он был восстановлен в предыдущем вызове finalize. Если подобное восстановление объектов оказывается важным для концепции вашей программы, то происходить оно будет всего один раз — маловероятно, чтобы вы добивались от программы именно такого поведения.

Если вы действительно считаете, что вам необходимо восстанавливать  объекты, попробуйте тщательно пересмотреть свою программу — возможно, вы обнаружите в ней какие-то недочеты. Если же и после этого вы уверены, что без восстановления объектов никак не обойтись, то правильным решением будет дублирование или создание нового объекта, а не восстановление. Метод finalize может создать ссылку на новый объект, состояние которого совпадает с состоянием уничтожаемого объекта. Так как дублированный  объект создается заново, при необходимости в будущем может быть вызван его метод finalize, который поместит еще одну копию объекта в какой-нибудь другой список — это обеспечит выживание если не самого объекта, то его точной копии.

Источник: Арнольд К., Гослинг Д. – Язык программирования Java (1997)

По теме:

  • Комментарии