为什么 Java 中的一些资源没有被垃圾回收，必须关闭或自动关闭？

Question

如果你幸运的话，其中一些类实现了 AutoClosable，但有时你只需要小心并检查现有的方法，就会注意到有一个 close，destroy 或 shutdown 方法（或作者决定命名的任何方法）。

这是 Java 中资源泄漏的主要来源。

我和一位同事讨论过这个问题，我也想知道：为什么这不能以某种方式自动化？

理论上这种情况可以使用finalize，但实际上是not recommended。那么为什么没有办法只使用其中一些可关闭的资源并让 GC 在实例不再可用时自动关闭它们而不必记住明确地编写一些 close 处理代码（如 try ...）？

这是因为在 GC 启动之前系统可能资源匮乏（文件描述符，...）吗？

注意：我尽可能使用自动关闭并使用 FindBugs（+ FB contrib）检查我的代码是否存在内存泄漏，但我仍然想知道...

同样感兴趣（如答案中所述）：deprecation of finalize。

Answer 1

why this cannot be automated in some way ?

因为，一般来说，class 可以做任何事情：编译器没有简单的方法可以知道某些东西是 "opened"，因此应该是 "closed"，因为Java 没有强烈的价值观所有权概念。

即使你有一个类型需要关闭的字段，你也不能轻易保证它不会从 getter 返回给其他负责的东西关闭它。

指示 class 实例需要关闭的唯一真正一致的方法是实现 AutoCloseable 接口（或 Closeable，或扩展它的其他接口）。如果您正在使用这些，IDE 可能会提供有关泄漏资源的警告；但这些将以 best-effort 为基础。

Answer 2

垃圾收集器的唯一工作是收集不再使用的内存。添加关闭资源将对垃圾收集器的性能产生负面影响，目前由垃圾收集器调用的 Finalizer 线程完成，以便允许实现在收集之前清除资源。值得注意的是，宣布此机制 deprecated 是因为它从一开始就不是解决此类问题的最佳解决方案，但目前可以实施您的 classes 来清理自己在收集它们之前。

Finalizer（或 Java 9 中的新机制）可能会被扩展以检查要收集的 class 是否实现了 AutoClosable（添加了Java 1.7，所以它不是那么旧）并在 finalize 之外调用它。这将产生与您建议的效果类似的效果，而无需更改垃圾收集器的行为和角色。也许这已经发生了（我自己还没有测试过）。

Answer 3

如果您正在开发一个公共模块（或一个公共工具class），您可以使用execute around method pattern来处理需要关闭的资源。所以这样你的模块的用户就不必处理这些资源的关闭。（可能会防止很多错误，因为人们可能会忘记关闭资源。）

Venkat 先生的演讲很棒，他谈到了这个问题。看接下来的 10 分钟，他解释得很漂亮。https://youtu.be/e4MT_OguDKg?t=49m48s

这是演示文稿中的示例代码；

public class Resource {
    /*
     * This represents a resource that needs to be closed.
     * Since opening and closing the resource are done through use()  method,
     * Users of this resource don't have to care about resource is being closed or not.
     * They just have to pass operations that they want to execute on the resource.
     */
    private Resource() {System.out.println("created..");}
    public Resource op1() {System.out.println("op1");return this;}
    public Resource op2() {System.out.println("op2");return this;}
    private void close() {System.out.println("closed..");}

    public static void use(Consumer<Resource> consumer) {
        Resource resource = new Resource();
        try {
            consumer.accept(resource);
        }
        finally {
            resource.close();
        }
    }
}

public class SampleResourceUser {
    /*
     * This represents the user of the Resource,
     * User only cares about which operations that needs to be done on the resource.
     * Opening and closing the resource wrapped around the operation methods by the owner of the Resource.
     * 
     */
    public static void main(String[] args) {
        Resource.use(resource->resource.op1().op2());
    }
}

Answer 4

如果愿意，您可以创建自己的 auto-close 资源，但您需要做一些工作。

您可以编写一个 manager/factory class 来保持对代表每个可关闭对象的对象的弱引用。您将这个 "Representative" 门面 class 交给客户，客户使用这个代表 class 来访问资源（它将包含对 closable 的引用并充当委托）。

这意味着工厂启动一个线程并保留一个映射：

<WeakReference<Representative>, Closable>

它可以迭代。如果代表已被垃圾收集（WeakReference 将 return 为 null），关闭 closable 并将其从地图中删除——收集中留下的任何东西也可以在 VM 关闭时使用钩子关闭——这是可能是最危险的部分，因为线程在关闭期间仍可能与 Closable 交互，但我们拥有解决问题的所有工具。

您的可关闭资源本身永远不会被它的代表和 Manager/Factory 之外的任何东西持有，所以它的行为是可以预测的。

我从来没有见过这样做的——可能是因为它看起来比仅仅制作一个对象要多得多"Closable"（而且更容易错误地实现），但我不知道为什么它不起作用。

Java 将此作为 pattern/language 功能来实现是相当困难的，但是通过为我们提供 WeakReference，它为我们提供了使之成为可能的工具。

Answer 5

在我看来，所有答案似乎都缺少要点：虽然 GC 可以处理资源关闭，但速度不够快。

一个例子是尚未解决的内存映射文件问题。当它们不再引用它们时，它们的映射将被清除，但与此同时，您可能运行文件描述符或虚拟内存不足（这确实可能发生，因为它被限制在几个 TB）。

只有在堆内存耗尽时才会调用 GC，这可能在其他资源耗尽之后很长时间。
一旦对象变得不可访问，就不可能有效地收集垃圾。这将需要引用计数，这比分代 GC 慢得多，并且需要对循环引用进行一些额外处理。
在一些分离的 GC 周期中不可能有效地收集资源，因此资源关闭工作得足够快。

这就是恕我直言错误的原因。您可以通过这种方式（或使用 finalize 或其他方式）处理资源，但这还不够好。

为什么 Java 中的一些资源没有被垃圾回收，必须关闭或自动关闭？

Why are some some resources in Java not garbage collected and must be closed or autoclosed?

java

garbage-collection

resources

finalize