Java 中为什么要避免使用 Finalizer？

Java 中的 finalize() 方法是 Object 类自带的一个方法，因所有的类都继承自 Object，所以所有类都是 Object 的子类，我们在子类重写 finalize() 方法就可以说使用了 Finalizer，使用其的目的一般是希望做一些对象销毁前最终的资源释放操作。而上文「Java try-with-resources 特性详解」里边介绍过，针对需要释放的资源，可以通过实现 AutoClosable 接口以及结合使用 try-with-resources 特性来实现。而 Finalizer，一般仅用于原生资源（非 Java 对象，不受 JVM 管理，一般通过调用原生方法来实现对其的释放）的释放这一个场景，除此之外，都应当避免对其的使用。

本文目的即是通过介绍 Finalizer 的执行机制以及罗列其在功能、性能上的各种问题来解释为什么要避免对其的使用。

1 Finalizer 执行机制

下面简单介绍一下垃圾收集器对 Finalizer 对象的处理逻辑：当垃圾收集器检测到一个对象不可达时（不被任何线程中的任何对象所引用），若其是一个普通对象（未重写 finalize() 方法的对象），无需额外处理，进行回收即可；而若其是一个 Finalizer 对象（重写了 finalize() 方法的对象），则处理逻辑会很复杂，其首先会被 JVM 线程放进 Finalizer 队列（此时，可被该对象访问的其它对象，即便已经不可达，也都要随其暂时保留），然后在后期的某个不确定的时刻，JVM 线程再次将其从队列中取出，并调用其 finalize() 方法，完成后，其才真正可被垃圾收集器所回收。

下图演示了 Finalizer 对象 obj 自创建到销毁的整个生命周期：

解释了垃圾收集器对 Finalizer 对象的处理逻辑，下面看一下为什么 Java 里不建议使用 Finalizer 呢？

2 Finalizer 存在的问题

下面列出 Finalizer 存在的几个问题：

• 何时执行无法保证

  对于一些对象，可能其整个生命周期都在被引用，这样的对象就不会得到回收，所以其若重写 finalize() 方法也永远不会得到执行；当一个对象不可达后，不管其是 Finalizer 对象还是普通对象，其何时被垃圾收集器回收是不确定的，甚至一直得不到回收而抛出 OutOfMemoryError 也是有可能的。

• 执行时出现未捕获的异常会被忽略

  通常，程序中若出现未捕获的异常，线程会因此终止并打印异常信息。但若是在 JVM 线程执行 Finalizer 对象的 finalize() 方法时出现未捕获的异常，则该异常会被忽略，finalize() 的执行也会终止，但不会打印任何信息。这样极有可能造成对象的状态异常，其它使用该对象的线程也可能出现异常行为。

• finalize() 里边的实现可能会造成内存保留问题

  finalize() 是一个普通方法，任意代码都可以写在里边，这样也就可能会造成问题。在前面的 Finalizer 执行机制中介绍过，当垃圾收集器检测到一个 Finalizer 对象不可达时，该对象会被 JVM 线程放进 Finalizer 队列，可被该对象访问的其它对象，即便已经不可达，也都要随其暂时保留；而在后期的某个不确定的时刻，JVM 线程再次将 Finalizer 对象从队列中取出，并调用其 finalize() 方法时，该 Finalizer 对象可能会再次引用本已不可达的其它对象，这样这些被引用对象的释放就会成为问题。因 Finalizer 对象的 finalize() 方法最多仅会被 JVM 线程执行一次，而当这些被引用对象再次不可达时，finalize() 方法不会再次执行，它们也因此没有机会得到释放，从而造成内存保留问题。

综上，本文介绍了 Finalizer 的执行机制并列举了其存在的问题，结论是除了对原生资源的清理，其它情形均无需对其使用。需要补充的是：Java 9 已将 Object 类的 finalize() 方法废弃，作为替代，引入了 Cleaner，虽然 Cleaner 比 Finalizer 强一点，类的所有者对其清理线程有一定的控制权，但 Cleaner 的执行仍由垃圾收集器所控制，所以 Finalizer 具有的无法保证何时执行等问题 Cleaner 同样具有，所以 Cleaner 同样不建议使用。

参考资料

[1] Creating and Destroying Objects: Avoid finalizers and cleaners | Effective Java (3rd Edition), by Joshua Bloch

[2] How to Handle Java Finalization’s Memory-Retention Issues | Oracle - www.oracle.com

[3] Why You Shouldn’t Use Finalizers in Java | Medium - medium.com

[4] JEP 421: Deprecate Finalization for Removal | OpenJDK - openjdk.org

[5] Why do finalizers have a “severe performance penalty”? | Stackoverflow - stackoverflow.com

[6] When is the finalize() method called in Java? | Stackoverflow - stackoverflow.com

[7] Java SE 9: Deprecation of finalize method | Oracle Java Doc - docs.oracle.com