特殊的引用-FinalReference

大家都知道java里面引用有SoftReference、WeakReference、PhantomReference，他们都继承自抽象类Reference，我们看一下他的类图：

可以发现，除了最熟悉的强引用没有对应的Reference实现外，虚引用，弱引用和软引用都有对应的Reference实现类。

那么，多出来的FinalReference实现是干什么的呢？

FinalReference

可以看到，FinalReference类仅仅是继承了Reference类而已。

/** * Final references, used to implement finalization */
class FinalReference<T> extends Reference<T> {

    public FinalReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
        super(referent, q);
    }
}

注释中说他是用来实现finalization(终结)的。

其真正的逻辑位于FinalReference的唯一子类：java.lang.ref.Finalizer中。

注意，该类为包级私有，有final关键字修饰，且构造方法为private，提供了register方法供JVM调用。

构造方法以及register方法

final class Finalizer extends FinalReference<Object> { 
    //...
    
    private Finalizer(Object finalizee) {
        super(finalizee, queue);
        add();
    }
    /* Invoked by VM */
    static void register(Object finalizee) {
        new Finalizer(finalizee);
    }
}

因为register方法并没有返回值，所以在外部是无法获取到创建的Finalizer对象。 其中，构造方法中调用的super(finalizee, queue)会将入参finalizee加入到引用队列queue中。

关于引用队列，见juejin.cn/post/684490…

我们分析的转入构造方法中所调用的add方法。

    private static ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
    private static Finalizer unfinalized = null;
    private static final Object lock = new Object();

    private Finalizer
        next = null,
        prev = null;
    //...
    private void add() {
        synchronized (lock) {
            if (unfinalized != null) {
                this.next = unfinalized;
                unfinalized.prev = this;
            }
            unfinalized = this;
        }
    }

结合next，prev属性和add方法，可以比较容易的看出unfinalized实际上是一个双向链表，在add方法被调用后，就会将当前对象加入到unfinalized链表。

其实，在构造方法方法被调用后，实际上做了如下两件事：

• 调用super，将入参对象注册至引用队列。
• 调用add方法，将当前创建对象加入unfinalized链表。

因为register方法并没有返回值，且unfinalized属性为静态成员变量，所以当前创建对象在虚拟机内仅该unfinalized链表持有一份引用

根据注释和访问规则来看，register方法仅会被虚拟机所调用，而且，只有重写了java.lang.Object#finalize方法的类才会被作为参数调用Finalizer#register方法。

后台线程

与pending handler类似，在FinalReference中同样也是使用静态代码块来启动后台线程。

static {
        ThreadGroup tg = Thread.currentThread().getThreadGroup();
        for (ThreadGroup tgn = tg;
             tgn != null;
             tg = tgn, tgn = tg.getParent());
        Thread finalizer = new FinalizerThread(tg);
        finalizer.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY - 2);
        finalizer.setDaemon(true);
        finalizer.start();
    }

看一下FinalizerThread类，该类继承了Thread类，并重写run方法。

    private static class FinalizerThread extends Thread {
        private volatile boolean running;
        public void run() {
            // in case of recursive call to run()
            if (running)
                return;
            //...
            final JavaLangAccess jla = SharedSecrets.getJavaLangAccess();
            running = true;
            for (;;) {
                try {
                    Finalizer f = (Finalizer)queue.remove();
                    f.runFinalizer(jla);
                } catch (InterruptedException x) {
                    // ignore and continue
                }
            }
        }
    }

上面代码段中仅保留了关键流程代码。

可以看出在run方法内使用了一个死循环，每次循环先将队首元素从引用队列中取出(在构造方法内将对象注册至引用队列，当引用状态变为pending时，会由Pending-handler-thread将其加入该注册队列)，并执行runFinalizer方法。

继续看runFinalizer方法：

    private void runFinalizer(JavaLangAccess jla) {
        synchronized (this) {
            if (hasBeenFinalized()) return;
            remove();
        }
        try {
            Object finalizee = this.get();
            if (finalizee != null && !(finalizee instanceof java.lang.Enum)) {
                jla.invokeFinalize(finalizee);

                /* Clear stack slot containing this variable, to decrease the chances of false retention with a conservative GC */
                finalizee = null;
            }
        } catch (Throwable x) { }
        super.clear();
    }

根据方法名就可以看出来，该方法的作用就是执行jla.invokeFinalize(finalizee)，并执行一些清理操作。

而在JavaLangAccess的实现类中(java.lang.System中的一个匿名内部类)，invokeFinalize的代码也非常简单，只是调用finalize方法。

    public void invokeFinalize(Object o) throws Throwable {
        o.finalize();
    }

在invokeFinalize之后，代码中去主动将finalizee设置为null，根据上面的注释可知，是为了清除该方法对当前对象的引用，减小影响gc的概率。

在执行finalizee方法时，该对象会被临时加一个强引用，进而对gc产生影响

finalize方法

从上面的分析过程可以看出java.lang.Object中的finalize方法在对象将要被回收的时由一个守护线程去调用他们的finalize方法。

由于该线程的优先级并不能保证，在准备调用finalize方法到调用结束时，可能已经经过了多次gc，而由于临时的强引用，导致该对象迟迟没有被回收。

但是，finalize的调用并不能被保证。所以，该方法在java9已被标记为过时。我们也不应该去重写该方法去做清理工作。

总结

其实FinalReference就是jdk为了将Finalizer方法实现类似析构方法而打造的类。

由虚拟机先将重写了Finalizer方法的对象注册至引用队列，暂存在链表中。

当对象引用状态变为Enqueued后，由守护线程从引用队列中取出对象，建立临时的强引用，并调用Finalizer方法。

由于守护线程的优先级较低，并不能保证重写的Finalizer方法在被回收前一定会被执行。并且因为有临时强引用的存在，还可能使该对象错过gc。

所以，并不应该使用Finalizer方法~

参考资料

jdk8源码&doc

www.infoq.cn/article/jvm…