finalize() 原理

article/2025/9/14 2:31:41

finalize 方法的作用是：

如果对象在进行可达性分析后发现没有与 GC Roots 相连接的引用链，那他将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行 finalize 方法。
注意：当对象没有覆盖 finalize 方法，或者 finalize 方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为 “没有必要执行”。也就是说，finalize 方法只会被执行一次。

如果这个对象被判定为有必要执行 finalize 方法，那么这个对象将会放置在一个叫做 F-Queue 的队列之中，并在稍后由一个虚拟机自动建立的，优先级为 8 的 Finalizer 线程去执行它。
注意：如果一个对象在 finalize 方法中运行缓慢，将会导致队列后的其他对象永远等待，严重时将会导致系统崩溃。

finalize 方法是对象逃脱死亡命运的最后一道关卡。稍后 GC 将对队列中的对象进行第二次规模的标记，如果对象要在 finalize 中 “拯救” 自己，只需要将自己关联到引用上即可，通常是 this。
如果这个对象关联上了引用，那么在第二次标记的时候他将被移除出 “即将回收” 的集合；如果对象这时候还没有逃脱，那基本上就是真的被回收了。

如果类中重写了finalize方法，当该类对象被回收时，finalize方法有可能会被触发，下面通过一个例子说明finalize方法对垃圾回收有什么影响

publicclassFinalizeCase{privatestaticBlock holder =null;public static void main(String[] args)throwsException{holder =newBlock();holder =null;System.gc();//System.in.read();}staticclassBlock{byte[] _200M =newbyte[200*1024*1024];}}

Block类中声明一个占用内存200M的数组，是为了方便看出来gc之后是否回收了Block对象，执行完的gc日志如下：

从gc日志中可以看出来，执行完System.gc()之后，Block对象被如期的回收了，如果在Block类中重写了finalize方法，会是一样的结果么？

staticclassBlock{byte[] _200M = new byte[200*1024*1024];@Overrideprotected void finalize()throwsThrowable{System.out.println("invoke finalize");}}

执行完成gc日志如下：

和之前的gc日志进行比较，发现finalize方法确实被触发了，但是Block对象还在内存中，并没有被回收，这是为什么？

下面对finalize方法的实现原理进行分析。

finalize实现原理

1、对象的初始化过程

会对has_finalizer_flag和RegisterFinalizersAtInit进行判断，如果类重写了finalize方法，且方法体不为空，则调用register_finalizer函数，继续看register_finalizer函数的实现：

其中Universe::finalizer_register_method()缓存的是jdk中java.lang.ref.Finalizer类的register方法，实现如下：

在jvm中通过JavaCalls::call触发register方法，将新建的对象O封装成一个Finalizer对象，并通过add方法添加到Finalizer链表头。

对象O和Finalizer类的静态变量unfinalized有联系，在发生GC时，会被判定为活跃对象，因此不会被回收回收

FinalizerThread线程

在Finalizer类的静态代码块中会创建一个FinalizerThread类型的守护线程，但是这个线程的优先级比较低，意味着在cpu吃紧的时候可能会抢占不到资源执行。

FinalizerThread线程负责从ReferenceQueue队列中获取Finalizer对象，如果队列中没有元素，则通过wait方法将该线程挂起，等待被唤醒

如果返回了Finalizer对象，执行对象的runFinalizer()方法，其实可以发现：在runFinalizer()方法中主动捕获了异常，即使在执行finalize方法抛出异常时，也没有关系。

通过hasBeenFinalized方法判断该对象是否还在链表中，并将该Finalizer对象从链表中删除，这样下次gc时就可以把原对象给回收掉了，最后调用了native方法invokeFinalizeMethod，其中invokeFinalizeMethod方法最终会找到并执行对象的finalize方法。

ReferenceHandler线程

有个疑问：既然FinalizerThread线程是从ReferenceQueue队列中获取Finalizer对象，那么Finalizer对象是在什么情况下才会被插入到ReferenceQueue队列中？

Finalizer的祖父类Reference中定义了ReferenceHandler线程，实现如下：

当pending被设置时，会调用ReferenceQueue的enqueue方法把Finalizer对象插入到ReferenceQueue队列中，接着通过notifyAll方法唤醒FinalizerThread线程执行后续逻辑，实现如下：

2、pending字段什么时候会被设置？—— 在GC过程的引用处理阶段

在GC过程的引用处理阶段，通过oopDesc::atomic_exchange_oop方法把发现的引用列表设置在pending字段所在的地址

Finalizer导致的内存泄漏

平常使用的Socket通信，SocksSocketImpl的父类重写了finalize方法

这么做主要是为了确保在用户忘记手动关闭socket连接的情况下，在该对象被回收时能够自动关闭socket来释放一些资源，但是在开发过程中，真的忘记手动调用了close方法，那么这些socket对象可能会因为FinalizeThread线程迟迟没有执行到这些对象的finalize方法，而导致一直占用某些资源，造成内存泄露。

引用

链接：https://www.jianshu.com/p/9d0552032cf3
链接：https://www.jianshu.com/p/74224cb0120f
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