Java基础之（二十六）对象与垃圾回收

说明
当程序创建对象、数组等引用类型实体时，系统会在堆内存中为之分配一块内存用以保存对象，当这块内存不再被任何引用变量引用时，这块内存就变成垃圾，等待垃圾回收机制回收。

垃圾回收机制只回收堆内存中的对象，不会回收任何物理资源（数据库连接、网络IO等资源）
当对象永久性的失去引用后，系统就会在合适的时候回收掉它所占的内存
在垃圾回收机制回收任何对象之前，总会先调用它的finalize()方法，该方法可能使一个引用变量重新引用该对象，从而导致垃圾回收机制被取消

对象在内存中的状态

可达状态：当一个对象被创建后，若有一个以上的引用变量引用它，则这个对象在程序中出于可达状态，程序可通过引用变量来调用该对象的Field和方法
可恢复状态：如果程序中需要某个对象不再有任何引用变量引用它，它就进入可恢复状态。此时，垃圾回收机制准备回收该对象所占用的内存，在回收该对象之前，系统会调用所有可恢复状态对象的finalize()方法进行资源清理。如果系统在调用finalize()方法时重新让一个引用变量引用该对象，则这个对象会再次变为可达状态；否则该对象进入不可达状态
不可达状态：当对象与所有引用变量都失去联系，且系统已调用所有对象的finalize()方法后依然没有使该对象达成可达状态，则该对象将永久性地失去引用，最后变成不可达状态。只有当一个对象达到不可达状态使，系统的垃圾回收机制才会真正地回收该对象所占的内存。

强制垃圾回收

强制垃圾回收有如下两个方法：

调用System类的gc()静态方法：System.gc()
调用Runtime对象的gc()实例方法：Runtime.getRuntime().gc()

下面程序创建了四个匿名对象，每个对象创建之后即可进入可恢复状态，等待系统回收，但直到程序退出，系统依然不会回收该资源。

public class TestGc
{
    private double height;
    public static void main(String[] args) 
    {
        for (int i = 0 ; i < 4; i++)
        {
            new TestGc();
        }
    }
    public void finalize()
    {
        System.out.println("系统正在清理TestGc对象的资源...");
    }
}

编译运行上面程序，看不到任何输出，可见直到系统推出，系统都不曾调用TestGc对象的finalize方法。但如果改成如下形式：

public class TestGc
{
    private double height;
    public static void main(String[] args) 
    {
        for (int i = 0 ; i < 4; i++)
        {
            new TestGc();
            //下面两行代码效果相同，都是强制进行垃圾回收
            //System.gc();
            Runtime.getRuntime().gc();
        }
    }
    public void finalize()
    {
        System.out.println("系统正在清理TestGc对象的资源...");
    }
}

但是强制垃圾回收只是建议系统立即进行垃圾回收，系统完全有可能并不立即进行垃圾回收。

finalize方法

在垃圾回收机制回收某个对象所占用的内存之前，通常要求程序调用合适的方法来清理资源，在没有明确指定清理资源的前提下，系统提供了默认机制来清理该对象的资源，这个机制就是finalize()方法，该方法是定义在Object类中的实例方法，方法原型为：

protected void finalize() throws Throwable

当finalize方法返回后，对象消失，垃圾回收机制开始执行。
如果程序终止之前，始终没有进行垃圾回收，则不会调用失去引用对象的finalize方法来清理资源。

final方法具有如下四个特点：

永远不要主调用某个对象的finalize()方法，该方法应交给垃圾回收机制调用。
finalize()方法何时被调用，是否被调用，具有不确定性，不要把finalize()方法当成一定会执行的方法。
当JVM执行可恢复对象的finalize()方法时，可能使该对象或系统中其他对象重新变成可达对象。
当JVM执行finalize()方法时出现异常，垃圾回收机制不会报告异常，程序继续执行。
下面程序演示了如何在finalize方法里复活自身：

public class TestFinalize
{
    private static TestFinalize tf = null;
    public void info()
    {
        System.out.println("测试资源清理的finalize方法");
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        //创建TestFinalize对象立即进入可恢复状态
        new TestFinalize();
        //通知系统进行资源回收
        System.gc();           //@1
        //让程序暂停两秒
        Thread.sleep(2000);   //@2
        tf.info();
    }
    public void finalize()
    {
        //让tf引用到试图回收的可恢复对象，即可恢复对象重新变成可达状态
        tf = this;
    }
}

上面程序中重写了该类的finalize()方法，在该方法中把需要清理的可恢复对象重新赋给ft引用变量，从而让该可恢复对象重新变成可达状态。

如果删除@2处代码，编译会出错，可以说明，当程序执行了System.gc()后，系统并未立即进行垃圾回收。

除此之外，System和Runtime类里都提供了一个runFinalization方法，可以强制垃圾回收机制调用系统中可恢复对象的finalize方法。因此可将程序改写如下：

public class TestFinalize
{
    private static TestFinalize tf = null;
    public void info()
    {
        System.out.println("测试资源清理的finalize方法");
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        //创建TestFinalize对象立即进入可恢复状态
        new TestFinalize();
        //通知系统进行资源回收
        System.gc();
        //强制垃圾回收机制调用可恢复对象的finalize方法
        System.runFinalization();
        //Thread.sleep(2000);
        tf.info();
    }
    public void finalize()
    {
        //让tf引用到试图回收的可恢复对象，即可恢复对象重新变成可达状态
        tf = this;
    }
}