从finalize的执行来看什么是GC Root

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首先我们来了解一下finalize方法，finalize由对象上的垃圾回收器在垃圾收集确定没有更多对该对象的引用（GC root不可达）时调用。子类重写finalize方法来处置系统资源或执行其他清理工作。

finalize

added in API level 1

protected void finalize ()

Called by the garbage collector on an object when garbage collection determines that there are no more references to the object. A subclass overrides the finalize method to dispose of system resources or to perform other cleanup.

了解一下它的某些性质，先不必知道为什么会这样：

finalize方法由名为“Finalizer”的守护线程执行，只会被调用一次
在finalize方法中，可将待回收对象赋值给GC Root从而达到对象再生的目的

之后我们了解下GC Root，GC Root即Garbage collection root，Android开发者官网GC Root的阐述如下：

There are several kinds of garbage collection roots in Java:

references on the stack
Java Native Interface (JNI) native objects and memory
static variables and functions
threads and objects that can be referenced
classes loaded by the bootstrap loader
finalizers and unfinalized objects
busy monitor objects

在JAVA中有如下几种GC Root：

在栈上的引用
JNI本地对象和内存
静态变量和函数
线程和可以被引用的对象
被bootstrap loader加载的类
finalizers和unfinalized的对象
被占用的监视器对象

我们知道GC对垃圾对象的判断依据是对象是否从GC Root可达，结合finalize方法的API解释，可知对象不可达时会调用对象的finalize方法。接下来我们用代码来验证一下上述几种GC Root：

一、静态变量

public class RootTest {
    static int gcTime = 0;
    
    //静态变量
    static RootTest rootTest = null;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        rootTest = new RootTest();
        gc();
        Thread.sleep(1000);

        gcTest();
        gcTest();
    }

    static void gcTest() throws InterruptedException {
        rootTest = null;
        gc();
        Thread.sleep(1000);
        if (rootTest == null)
            System.out.println("rootTest dead");
        else
            System.out.println("rootTest alive");
    }

    static void gc() {
        System.gc();
        System.out.println("gc " + ++gcTime);
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("RootTest finalize() " + Thread.currentThread().getName());
        rootTest = this;
    }
}

我们使用了静态变量rootTest引用RootTest对象后立即执行一次gc，然后执行两次gcTest：

将rootTest置为null
强制执行gc
休息1s等Finalizer线程执行finalize方法
判断rootTest状态

运行结果：

gc 1
gc 2
RootTest finalize() Finalizer
rootTest alive
gc 3
rootTest dead

可见，第一次执行gc后，GC发现RootTest对象是可达的，RootTest对象的finalze方法没有被调用。

第二次将rootTest置为null后，执行gc时GC发现RootTest对象不可达，RootTest对象的finalze方法被调用，finalze中RootTest对象再生。

第三次将rootTest置为null后，执行gc时GC发现RootTest对象不可达，RootTest对象的finalze方法被调用过了，这次不会再被调用，RootTest对象被回收。

二、线程、栈上的引用

public class RootTest {
    static int gcTime = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //栈上的引用
        Thread thread1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Thread1 run over");
            }

            @Override
            protected void finalize() throws Throwable {
                super.finalize();
                System.out.println("Thread1 finalize() " + Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        thread1.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Thread2 run over");
            }

            @Override
            protected void finalize() throws Throwable {
                super.finalize();
                System.out.println("Thread2 finalize() " + Thread.currentThread().getName());
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                int x = 0;
                while (x < 3) {
                    System.out.println("Thread3 run " + ++x);
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("Thread3 run over");
            }

            @Override
            protected void finalize() throws Throwable {
                super.finalize();
                System.out.println("Thread3 finalize() " + Thread.currentThread().getName());
            }
        }.start();

        gc();
        Thread.sleep(5000);
        gc();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                gc();
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();
    }

    static void gc() {
        System.gc();
        System.out.println("gc " + ++gcTime);
    }
}

在main方法中起三个子线程，第一个执行打印后立即结束运行但是会被栈中的局部变量引用，第二个执行打印后立即结束运行，第三个会循环三次打印，接着执行三次gc

运行结果：

Thread1 run over
Thread2 run over
Thread3 run 1
gc 1
Thread2 finalize() Finalizer
Thread3 run 2
Thread3 run 3
Thread3 run over
gc 2
Thread3 finalize() Finalizer
gc 3
Thread1 finalize() Finalizer

首先子线程Thread1运行结束，Thread2运行结束，Thread3开始执行

然后，在Thread3运行期间第一次执行gc，可以看到Thread2的finalze方法被调用

然后，在Thread3运行结束后第二次执行gc，可以看到Thread3的finalze方法被调用

然后，当main方法运行结束后第三次执行gc，可以看到Thread1的finalze方法被调用

三、被占用的监视器对象

public class RootTest {
    static int gcTime = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        new UnusedLock();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                int x = 0;
                synchronized (new UsedLock()) {
                    while (x < 3) {
                        System.out.println("Thread run " + ++x);
                        try {
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println("Thread run over");
                }
            }

            @Override
            protected void finalize() throws Throwable {
                super.finalize();
                System.out.println("Thread finalize() " + Thread.currentThread().getName());
            }
        }.start();

        gc();
        Thread.sleep(5000);
        gc();
        Thread.sleep(5000);
    }

    static void gc() {
        System.out.println("gc start " + ++gcTime);
        System.gc();
        System.out.println("gc over " + gcTime);
    }
}


class UsedLock {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("UsedLock finalize()");
    }
}

class UnusedLock {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("UnusedLock finalize()");
    }
}

直接new一个不会被占用的监视器对象，然后启动一个循环打印三次的子线程，并在其中使用一个被其占用的监视器对象，接着执行两次gc

运行结果：

gc start 1
Thread run 1
gc over 1
UnusedLock finalize()
Thread run 2
Thread run 3
Thread run over
gc start 2
gc over 2
UsedLock finalize()
Thread3 finalize() Finalizer

首先，在Thread3执行期间第一次执行gc，可以看到UnusedLock的finalze方法被调用

然后，当Thread3执行完成后第二次执行gc，可以看到UsedLock和Thread的finalize方法都被调用了