为什么 Java 中的某些资源没有被垃圾收集，必须关闭或自动关闭？

Question

如果你很幸运，其中一些类实现了AutoClosable，但有时你只需要小心并检查现有方法即可注意到有一个close、destroy 或shutdown 方法（或任何其他方法）作者决定命名）。

这是 Java 中资源泄漏的主要来源。

我正在和一位同事讨论这个问题，也想知道：为什么不能以某种方式自动化？

理论上你可以在这种情况下使用finalize，但它是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 在实例不再可访问时自动关闭它们，而不必记住显式编写一些 close 处理代码（如 try ...）？

这是因为在 GC 启动之前系统可能已经资源匮乏（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......

也感兴趣（如答案中所述）：deprecation of finalize。

Answer 1

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，以允许实现在收集之前清除资源。值得注意的是，这个机制被声明为deprecated，因为它从一开始就不是解决这类事情的最佳解决方案，但暂时可以实现你的类在它们被收集之前清理它们自己.

Finalizer（或 Java 9 中的新机制）可能会被扩展以检查要收集的类是否实现了AutoClosable（Java 1.7 添加的接口，所以它反正不是那么旧）并调用它除了finalize。这将产生与您建议的效果相似的效果，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 2

为什么这不能以某种方式自动化？

因为，一般来说，一个类可以做任何事情：编译器没有简单的方法知道某个东西是“打开的”，因此应该是“关闭的”，因为 Java 没有强烈的值所有权概念。

即使您有一个需要关闭的类型的字段，您也不能轻易保证它不会从 getter 返回到其他负责关闭它的东西。

指示类的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）。如果您使用这些，IDE 可能会提供有关泄漏资源的警告；但这些都将在尽力而为的基础上进行。

Answer 3

您可以根据需要创建自己的自动关闭资源，但您需要做一些工作。

您可以编写一个管理器/工厂类，该类保持对表示每个可关闭对象的对象的弱引用。您将这个“代表”外观类分发给客户端，客户端使用这个代表类来访问资源（它将包含对可关闭对象的引用并充当委托）。

这意味着工厂启动一个线程并保存一个映射：

<WeakReference<Representative>, Closable> 

它可以迭代。如果代表已被垃圾收集（WeakReference 将返回 null），请关闭可关闭对象并将其从地图中删除——收集中的任何内容也可以在 VM 关闭时用钩子关闭——这可能是最危险的部分原因是线程在关闭期间仍可能与 Closable 交互，但我们拥有所有工具来管理该问题。

您的可关闭资源本身永远不会被其代表和经理/工厂之外的任何人持有，因此它的行为是可预测的。

我从未见过这样做过——可能是因为它看起来比仅仅让一个对象“可关闭”（并且更容易错误地实现）要多得多，但我不知道为什么它不会没用。

Java 很难将其作为一种模式/语言特性来实现，但通过给我们 WeakReference，它为我们提供了使之成为可能的工具。

Answer 4

在我看来，所有答案似乎都忽略了要点：虽然 GC 可以处理资源关闭，但它的速度不够快。

一个例子是内存映射文件的相当未解决的问题。当它们不再引用它们时，它们的映射会被清除，但与此同时，您可能会用完文件描述符或虚拟内存（这确实会发生，因为它被限制为几 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的处理。
• 不可能在一些单独的 GC 周期中有效地收集资源，因此资源关闭工作得足够快。

这就是为什么恕我直言this answer 是错误的。您可以通过这种方式处理资源（或使用finalize 或其他方式），但这还不够。

Answer 5

如果你正在开发一个公共模块（或一个公共的util类），你可以使用execute around method pattern来处理需要关闭的资源。所以这种方式你的模块的用户没有处理这些资源的关闭。（可能防止许多错误，因为人们可能会忘记关闭资源。）

Venkat 先生做了一个很棒的演讲，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());
    }
}