Java中的finalize详解

程序员都了解初始化的重要性，但常常会忘记同样重要的清除工作。毕竟，谁需要清除一个int 呢？但在使用程序库时，把一个对象用完后就“弃之不顾”的做法并非总是安全的。当然，Java有垃圾回收器来回收无用对象占据的内存资源。但也有特殊情况：假定你的对象（并非使用 new）获得了一块“特殊”的内存区域，由于垃圾回收器只知道释放那些经由 new分配的内存，所以它不知道该如何释放该对象的这块 “特殊”内存。为了应对这种情况，Java允许你在类中定义一个名为finalize( )的方法。它的工作原理“应该”是这样的：一旦垃圾回收器准备好释放对象占用的存储空间，将首先调用其 finalize( )方法，并且在下一次垃圾回收动作发生时，才会真正回收对象占用的内存。所以要是你打算用 finalize( )，就能在“垃圾回收时刻”做一些重要的清除工作。

　　这里有一个潜在的编程陷阱，因为有些程序员（特别是 C++程序员）刚开始可能会误把finalize( )当作C++中的“析构函数”（C++中销毁对象必须用到这个函数）。所以有必要明确区分一下：在 C++中，对象一定会被“销毁”（如果程序中没有错误的话）；而 Java 里的对象却并非总是被“垃圾回收”的。或者换句话说：

　　1． 对象可能不被回收。

　　2． 垃圾回收并不等于“析构”。

　　牢记这些，你就能远离困扰。这意味着在你不再需要某个对象之前，如果必须执行某些动作，那么你得自己去做。Java并未提供“析构函数”或相似的概念，要做类似的清除工作，你必须自己动手创建一个执行清除工作的普通方法。例如，假设某个对象在创建过程中，会将自己绘制到屏幕上。要是你不明确地从屏幕上将其擦除，它可能永远得不到清除。如果在

　　finalize( )里加入某种擦除功能，当“垃圾回收”发生时（不能保证一定会发生），finalize( )得到了调用，图像就会被擦除。要是“垃圾回收”没有发生，图像就会一直保留下来。

　　也许你会发现，只要程序没有濒临存储空间用完的那一刻，对象占用的空间就总也得不到释放。如果程序执行结束，并且垃圾回收器一直都没有释放你创建的任何对象的存储空间，则随着程序的退出，那些资源会全部交还给操作系统。这个策略是恰当的，因为垃圾回收本身也有开销，要是不使用它，那就不用支付这部分开销了。

　　finalize( )用途何在？

　　此时，你已经明白了不该将finalize( )作为通用的清除方法。那么，finalize( )的真正用途是什么呢？

　　这引出了要记住的第三点：

　　3．垃圾回收只与内存有关。

　　也就是说，垃圾回收器存在的唯一原因是为了回收程序不再使用的内存。所以对于与垃圾回收有关的任何行为来说（尤其是finalize( )方法），它们也必须同内存及其回收有关。

　　但这是否意味着要是对象中含有其他对象，finalize( )就应该明确释放那些对象呢？不——无论对象是如何创建的，垃圾回收器都会负责释放对象占据的所有内存。这就将对 finalize( )的需求限制到特殊情况之下：你通过某种非“创建对象”的方式为对象分配了存储空间。不过，你也看到了，Java中一切皆为对象，那这种特殊情况是怎么回事呢？

　　看来之所以要有finalize( )，是由于你可能在分配内存时，采用了类似C语言中的做法而非Java中的通常做法。这种情况主要发生在使用“本地方法”的情况下，它是在Java中调用非Java代码的一种方式。本地方法目前只支持C和C++。但它们可以调用其它语言写的代码，所以你实际上可以调用任何代码。在非Java代码中，也许会调用类似C的malloc( )函数，用它分配存储空间，而且除非调用了free( )函数，否则存储空间将不会得到释放，从而造成内存泄露。当然，free( )是C和C++中的函数，所以你需要在finalize( )中用本地方法调用它。

　　至此，你或许已经明白了不要过多地使用finalize( )的道理了。对，它确实不是进行普通的清除工作的合适场所。那么，普通的清除工作应该在哪执行呢？

　　你必须执行清除

　　为清除一个对象，用户必须在进行清除的时刻调用执行清除动作的方法。听起来似乎很简单，但却与C++中的“析构函数”的概念稍有抵触。在C++中，所有对象都会被销毁，或者说， “应该”被销毁。如果在C++中创建了一个局部对象（就是在堆栈上创建，Java中可不行），此时的销毁动作发生在以“右花括号”为边界的、此对象作用域的末尾处进行。如果对象是

　　用new创建的（类似于Java），那么当程序员调用C++的delete( )时（Java没有这个命令），就会调用相应的析构函数。如果程序员忘了，那么永远不会调用析构函数，就会出现内存泄露，对象的其他部分也不会得到清除。这种错误很难跟踪，这也是让 C++程序员转向 Java的一个主要因素。

　　相反，Java不允许创建局部对象，你必须使用new。在Java中，也没有“delete”来释放对象，因为垃圾回收器会帮助你释放存储空间。甚至可以肤浅地认为，正是由于垃圾收集机制的存在，使得 Java 没有析构函数。然而，随着学习的深入，你就会明白垃圾回收器的存在并不能完全代替析构函数。（而且你绝对不能直接调用finalize( )，所以这也不是一个恰当的

　　途径。）如果你希望进行除释放存储空间之外的清除工作，你还是得明确调用某个恰当的Java方法。这就等同于使用析构函数了，而且没有它方便。

　　记住，无论是“垃圾回收”还是“终结”，都不保证一定会发生。如果Java虚拟机（JVM）并未面临内存耗尽的情形，它是不会浪费时间在回收垃圾以恢复内存上的。

　　终结条件

　　通常，你不能指望finalize( )，你必须创建其它的“清除”方法，并且明确地调用它们。看来，finalize( )只能存在于程序员很难用到的一些晦涩用法里了。不过，finalize( )还有一个有趣的用法，它并不依赖于每次都要对finalize( )进行调用，这就是对象“终结条件”的验证。

　　当你对某个对象不再感兴趣，也就是它可以被清除时，这个对象应该处于某种状态，使它占用的内存可以被安全地释放。例如，要是对象代表了一个打开的文件，在对象被回收前程序员应该关闭这个文件。只要对象中存在没有被适当清除的部分，你的程序就存在很隐晦的错误。finalize( )的价值在于可以用来最终发现这种情况，尽管它并不总是会被调用。如果某次

　　finalize( )的动作使得bug被发现，那你就可据此找出问题所在——这才是你真正关心的。

　　以下是个简单的例子，示范了可能的使用方式：

　　class Book {

　　boolean checkedOut = false;

　　Book(boolean checkOut) {

　　checkedOut = checkOut;

　　}

　　void checkIn() {

　　checkedOut = false;

　　}

　　public void finalize() {

　　if(checkedOut)

　　System.out.println("Error: checked out");

　　// Normally, you'll also do this:

　　// super.finalized();

　　}

　　}

　　public class TerminationCondition {

　　public static void main(String[] args) {

　　Book novel = new Book(true);

　　// Proper cleanup:

　　novel.checkIn();

　　// Drop the reference, forget to clean up:

　　new Book(true);

　　// Force garbage collection & finalization:

　　System.gc();

　　}

　　}

　　本例的终结条件是：所有的Book对象在被当作垃圾回收前都应该被签入（check in）。但在main( )方法中，由于程序员的错误，有一本书未被签入。要是没有 finalize( )来验证终结条件，将很难发现这种错误。

　　注意，System.gc( )用于强制终结动作的进行。即使不这么做的话，通过重复的执行程序（假设程序将分配大量的存储空间而导致垃圾回收动作的执行），最终也能找出错误的Book对象。