【发布时间】：2016-02-02 02:24:12
【问题描述】：
以下代码块（每个都是等效的）会导致意外错误吗？我可以依赖行为，还是会发生变化？
// 1st
FileOutputStream f = new FileOutputStream(...);
// some io, not shown
// 2nd
f = new FileOutputStream(f.getFD());
// some io, not shown
// 3rd
f = new FileOutputStream(f.getFD());
// some io, not shown
static FileOutputStream ExampleFunction(FileOutputStream fos) {
return new FileOutputStream(fos.getFD());
}
// |-- 3rd ------| |-- 2nd ------| |-- 1st ----------------|
ExampleFunction(ExampleFunction(ExampleFunction(new FileOutputStream(...))))
有两种可能的结果，我之前概述过。我总是假设最坏的结果，即一旦没有引用保存未引用的对象，它们就会被收集。以下内容与第一个代码块有关。
案例#1：
当第二个 FileOutputStream 分配给f 时，第一个输出流将不再有任何引用，从而被收集。完成后，底层文件描述符（在所有三个流之间共享）将被关闭。此时，第二个 FileOutputStream 上的任何 IO 操作（未显示）都会抛出 IOException。但是，第二个 FileOutputStream 保留对 FileDescriptor 的引用（现已关闭），因此第三个分配的 RHS 上的最终 f.getFD() 确实成功。当第三个 FileOutputStream 分配给f 时，将收集第二个输出流，并再次关闭底层 FileDescriptor（我相信会产生 IOException）。然而，再一次，第三个流上的任何 IO 都将失败。
案例#2：
或者，FileDescriptor 保留对已分配给它的所有可关闭对象的强引用。当第二个 FileOutputStream 分配给f 时，FileDescriptor 维护对第一个 FileOutputStream 的引用，因此它永远不会被收集和完成，因此 FileDescriptor 保持打开状态。当第三个 FileOutputStream 分配给f 时，所有三个流都被描述符引用，不符合收集条件。
测试用例：
我没有用于测试的 JDK7，但显然情况 #1 适用 (JDK7 FileDescriptor.java)，除非未知的第三方持有引用或垃圾收集器做出特定豁免。
但是，JDK8 显然更改了 FileDescriptor 以保存可关闭的列表，因此适用案例 #2 (JDK8 FileDescriptor.java)。我可以使用以下测试程序确认此行为（在 openjdk8 上）：
import java.io.*;
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.lang.Thread;
import java.lang.Runtime;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.OperatingSystemMXBean;
import com.sun.management.UnixOperatingSystemMXBean;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
class TestThread extends Thread {
static void gc() {
System.gc();
try {
sleep(1000);
}
catch (InterruptedException e) {
System.err.println(e.getMessage());
}
}
static void test(String message,
long fd_count_a,
ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>> fw,
OperatingSystemMXBean os,
FileDescriptor fd
) throws IOException {
long fd_count_b = fd_count_b = ((UnixOperatingSystemMXBean) os).getOpenFileDescriptorCount() - fd_count_a;
System.out.println("Results, " + message + ":");
for (int i=0; i<fw.size(); i++) {
String prefix = "fw_" + String.valueOf(i);
if (fw.get(i).get() == null) {
System.out.println(prefix + ":\t\t" + "null");
System.out.println(prefix + " open" + ":\t" + "no");
} else {
System.out.println(prefix + ":\t\t" + fw.get(i).get().toString());
System.out.println(prefix + " open" + ":\t" + (fw.get(i).get().getFD().valid() ? "yes" : "no"));
}
}
System.out.println("fd :\t\t" + ((fd == null) ? "null" : fd.toString()));
System.out.println("fds :\t\t" + String.valueOf(fd_count_b));
System.out.println();
}
public void run() {
try {
run_contents();
}
catch (IOException e) {
System.err.println(e.getMessage());
}
}
public void run_contents() throws IOException {
FileOutputStream f = null;
WeakReference<FileOutputStream> fw_1 = null;
WeakReference<FileOutputStream> fw_2 = null;
WeakReference<FileOutputStream> fw_3 = null;
FileDescriptor fd = null;
OperatingSystemMXBean os = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
long fd_count_a = fd_count_a = ((UnixOperatingSystemMXBean) os).getOpenFileDescriptorCount();
f = new FileOutputStream("/dev/null");
fw_1 = new WeakReference<FileOutputStream>(f);
f.write(1);
gc();
test("after fw_1", fd_count_a, new ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>>(Arrays.asList(fw_1)), os, f.getFD());
f = new FileOutputStream(f.getFD());
fw_2 = new WeakReference<FileOutputStream>(f);
f.write(2);
gc();
test("after fw_2", fd_count_a, new ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>>(Arrays.asList(fw_1, fw_2)), os, f.getFD());
f = new FileOutputStream(f.getFD());
fw_3 = new WeakReference<FileOutputStream>(f);
f.write(3);
gc();
test("after fw_3", fd_count_a, new ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>>(Arrays.asList(fw_1, fw_2, fw_3)), os, f.getFD());
f.close();
gc();
test("after closing stream", fd_count_a, new ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>>(Arrays.asList(fw_1, fw_2, fw_3)), os, f.getFD());
fd = f.getFD();
f = null;
gc();
test("after dereferencing stream", fd_count_a, new ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>>(Arrays.asList(fw_1, fw_2, fw_3)), os, fd);
fd = null;
gc();
test("after dereferencing descriptor", fd_count_a, new ArrayList<WeakReference<FileOutputStream>>(Arrays.asList(fw_1, fw_2, fw_3)), os, fd);
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
TestThread t = new TestThread();
t.start();
try {
t.join();
}
catch (InterruptedException e) {
System.err.println(e.getMessage());
}
}
}
输出如下：
Results, after fw_1:
fw_0: java.io.FileOutputStream@7afd6488
fw_0 open: yes
fd : java.io.FileDescriptor@743a95a7
fds : 1
Results, after fw_2:
fw_0: java.io.FileOutputStream@7afd6488
fw_0 open: yes
fw_1: java.io.FileOutputStream@70050ff8
fw_1 open: yes
fd : java.io.FileDescriptor@743a95a7
fds : 1
Results, after fw_3:
fw_0: java.io.FileOutputStream@7afd6488
fw_0 open: yes
fw_1: java.io.FileOutputStream@70050ff8
fw_1 open: yes
fw_2: java.io.FileOutputStream@35079f9c
fw_2 open: yes
fd : java.io.FileDescriptor@743a95a7
fds : 1
Results, after closing stream:
fw_0: java.io.FileOutputStream@7afd6488
fw_0 open: no
fw_1: java.io.FileOutputStream@70050ff8
fw_1 open: no
fw_2: java.io.FileOutputStream@35079f9c
fw_2 open: no
fd : java.io.FileDescriptor@743a95a7
fds : 0
Results, after dereferencing stream:
fw_0: java.io.FileOutputStream@7afd6488
fw_0 open: no
fw_1: java.io.FileOutputStream@70050ff8
fw_1 open: no
fw_2: java.io.FileOutputStream@35079f9c
fw_2 open: no
fd : java.io.FileDescriptor@743a95a7
fds : 0
Results, after dereferencing descriptor:
fw_0: null
fw_0 open: no
fw_1: null
fw_1 open: no
fw_2: null
fw_2 open: no
fd : null
fds : 0
然而，根据this bug report 的说法，似乎有一种推动力——后来被恢复和推迟——以防止 FileDescriptor 保持对可关闭对象的强引用。
那么，我的问题：
- 我对 JDK7 的假设是否正确 - 它的行为与 JDK8 不同？
- 我可以依赖 JDK8 的 FileDescriptor 的行为来保存对可关闭对象的强引用，还是会在 JDK 的未来版本中恢复？
编辑：我已经发布了后续问题Invalidate Stream without Closing。
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