IO操作为什么必须手动关闭

本文探讨Java中IO流必须手动关闭的原因,解释为何不能依赖垃圾回收机制。深入分析IO流与系统资源的关系,以及Java GC机制的局限性。

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在复习NIO这部分的知识点时,遇到一个大佬提到了这样的问题:

  IO流为什么必须手动关闭,不能像其他的方法坐等GC处理。

  想想确实,我往往会注意一些How问题,而忽略Why问题。

  不知道你有没有遇到这样的问题。你读一个文件,忘记关闭了流,你在操作系统里对这个文件的写,删除等操作就会报错,告诉你这个文件被某个进程占用。

  如果你遇到过,并且想要回头有时间搜索答案,但是忘记了,今天这篇文文章应该能给你一点启示。

  都知道java是从c++设计来的,但是无论是C语言还是C++,都需要手动释放内存,java不需要。

  因为java在对象的引用被消除之后,正常情况下,内存资源是会被垃圾回收。

  使用完IO流,必须手动回收,这是为了回收系统资源。

  一般来说,需要自己close的东西,都是用了虚拟机之外的资源,例如端口,显存,文件等,虚拟机无法通过垃圾回收释放这些资源,只能显式调用close方法来释放。比如释放占用的端口,文件句柄,网络操作数据库应用等.

  说到这里就不得不说IO的原理。

  一般来说,IO操作的底层就是这个步骤进行实现的,只要存在读写操作,无论使用到的是缓存IO,文件IO,还是块IO,都是需要和计算机内文件打交道的。清理计算机硬件上面的垃圾,虚拟机的本职能就没有这个任务。

  如果了解过javaGC()机制的人都会明白

  gc()有下面的特性。

  (如果想要再次复习一下GC的相关知识点,小编之前看到过一个博客,感觉介绍的还不错,推荐给大家)

  https://blog.youkuaiyun.com/liuxiao723846/article/details/72782636

  1)gc只能释放内存资源,而不能释放与内存无关资源。

  2)gc回收具有不确定性,你根本不知道它什么时候会回收。

  而对于需要程序员手动回收的资源往往具有这样的特点:

  1)资源开销大,不用需要立即释放;

  2)资源是系统唯一的,不释放会导致别的程序也无法使用该资源。

  也就是说,对于具有这些特点的资源就必须保证不使用后能够立即释放出这部分资源,而不能把这么重要的事情交给一个具有不确定性不靠谱的gc来完成。

  java生性放荡不羁,但是依旧浪的合情合理。在这个方面,采用jdk1.8的一段摘自FileInputStream源码来证明。

  看到这里应该就会有人说,IO流资源虽然不能被gc直接释放,但可以利用finalizer机制来释放非java资源,既然源码里面有这样子写,总不能浪费API程序员熬夜的苦心啊,就可以不用close()IO了。

  请注意,这样做,仅仅是API程序员的严谨,防止由于我们这些程序员的大意忘记手动close资源,这依旧不是我们不手动调用close方法释放资源的借口。

  第一finalize的执行时机是在gc前,而gc具有时间不确定性,所以finalize执行时间也不具有确定性,对于需要及时回收的资源finalize无法保证及时。

  第二,finalize不是析构函数,jvm也根本就不能保证finalize一定会执行,那么就更不能依赖finalizer机制释放资源了。

  许多情况下,如果在一些比较频繁的操作中,不对流进行关闭,很容易出现输入输出流经超越了JVM的边界,所以有时可能无法回收资源。

  所以流操作的时候凡是跨出虚拟机边界的资源都要求程序员自己关闭,不要指望垃圾回收。

  一般来说,对Unix系统来说,所有的资源都可以抽象成文件,所以可以通过lsof来观察。

  特意用Uni系统尝试了一下,在这里会显示出来。

  由于这个系统里面东西不多,执行的进程没有几个,所以前几个标志的是指类似,这里主要说明一下最后一个标志的数值,也就是每两行最长的哪一行字符串。

  代表:

  NODE:索引节点(文件在磁盘上的标识)

  NAME:打开文件的确切名称

  运行这个程序之后,使用losf命令查看相关的文件句柄,会发现文件句柄始终在增长,当积累到一定时间之后会出现too many open files错误

转载:https://new.qq.com/omn/20180725/20180725G1ULCR.html

<think>好的,我现在需要回答用户的问题:在使用Java IO时,哪些情况下可以不关闭。用户已经提供了一些引用资料,我需要结合这些引用和我的知识来给出准确的回答。 首先,根据引用中的信息,用户遇到的异常是因为没有正确关闭导致的。例如引用[1]和[2]都提到了关闭的重要性,否则会出现Stream closed的异常。这说明正常情况下,是需要关闭的,以释放资源。引用[4]提到如果不关闭可能导致资源泄漏,影响程序性能或文件锁定。 用户的问题是想知道哪些情况可以不关闭。我需要回忆Java中IO的相关知识。通常,某些情况下会被自动关闭,或者资源管理方式不同,可能不需要显式关闭。例如: 1. **使用try-with-resources语句**:Java 7引入的try-with-resources会自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源,所以即使不显式调用close(),也会被正确关闭。这种情况下,用户可能不需要手动关闭,但严格来说,还是被关闭了,只是自动处理的。 2. **标准系统(System.in, System.out, System.err)**:这些通常由JVM管理,不需要手动关闭关闭它们可能会导致后续无法使用这些。 3. **被包装的关闭外层时内层自动关闭**:比如关闭BufferedWriter时,其内部的OutputStreamWriter和FileOutputStream也会被关闭,所以不需要逐个关闭内层。但需要注意关闭顺序,引用[1]中的例子是按顺序关闭外层到内层,但有些情况下只需关闭外层即可。 不过,必须确认这些情况是否正确。例如,对于包装关闭外层是否会关闭内层?根据Java文档,关闭包装(如BufferedWriter)会自动关闭其包裹的(如OutputStreamWriter和FileOutputStream),所以用户只需关闭最外层的即可。但用户提供的引用[1]中示例是显式关闭了所有,可能为了避免混淆,但实际上关闭外层即可。 另外,是否有其他情况可以不关闭?例如,某些短期程序,在程序结束时会被自动关闭,但这样做并不安全,因为依赖JVM的终止来关闭可能导致资源未及时释放,尤其是在长时间运行的程序中。因此,即使在这种情况下,显式关闭仍是更好的做法。 总结可能的答案点: 1. 使用try-with-resources自动关闭,无需显式调用close。 2. 标准系统通常不需要关闭。 3. 当外层关闭时,内层自动关闭,但需要正确关闭外层。 4. 某些特定情况下,如非常短的程序,可能不关闭也不报错,但不推荐。 需要验证这些点是否正确。例如,标准是否需要关闭?根据Java官方文档,虽然可以关闭System.out,但一般不需要,且关闭后可能无法再使用。例如,System.out.close()之后,再调用System.out.println会抛出异常。因此,在正常情况下,不应关闭标准。 再比如,当使用包装时,关闭外层是否关闭内层?是的,例如BufferedWriter包装了OutputStreamWriter,关闭BufferedWriter会调用close方法,该方法会flush并关闭底层。因此用户只需关闭外层即可,无需逐个关闭内层。但用户示例中显式关闭了所有,这可能是因为某些情况下需要显式关闭,或者用户不了解自动关闭机制。 因此,正确的做法是关闭外层即可,但用户示例中的方式虽然有效,但冗余。不过,用户的问题是不需要关闭的情况,所以当使用try-with-resources时,可以不需要显式关闭,或者当被正确关闭外层时,内层不需要单独关闭。 但严格来说,这些情况中还是被关闭了,只是不需要手动处理。用户可能想知道是否存在完全不关闭也不会出问题的情况,但根据引用[4],不关闭可能导致资源泄漏,所以除了上述情况外,其他情况都需要关闭。 因此,回答应指出在自动资源管理下(如try-with-resources)不需要显式关闭,以及标准不需要关闭,而其他情况下必须关闭。同时,当正确关闭外层时,内层会自动关闭,因此不需要单独关闭内层,但外层仍需关闭。 还需要注意,某些情况下可能被其他方式管理,比如某些框架或库自动处理了关闭,但这是特殊情况,不在标准Java范围内。 综上,回答应分点说明,并引用提供的资料。例如,引用[1]中的例子正确关闭了所有,但实际上只需关闭外层即可。而引用[4]提到不关闭的后果,强调必须关闭的情况,除了上述例外。</think>在Java中使用IO时,关闭的主要目的是释放系统资源(如文件句柄、网络连接等)。以下情况可以**不显式关闭**: --- ### 1. **使用`try-with-resources`自动管理资源(Java 7+)** 通过`try-with-resources`语法,资源(实现了`AutoCloseable`接口的)会在代码块结束时**自动关闭**,无需手动调用`close()`方法。例如: ```java try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt")))) { bw.write("自动关闭测试"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` 此时会自动关闭,无需显式调用`bw.close()`[^1][^2]。 --- ### 2. **标准系统(System.in/System.out/System.err)** Java的**标准输入/输出**(如`System.out`)由JVM管理,通常不需要手动关闭。若强行关闭,可能导致后续操作抛出异常: ```java System.out.close(); System.out.println("会抛出IOException: Stream closed"); // 错误! ``` --- ### 3. **正确关闭外层时,内层自动关闭** 当使用**包装**(如`BufferedWriter`包裹`OutputStreamWriter`)时,只需关闭最外层,内层会随之关闭。例如: ```java BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"))); bw.write("测试"); bw.close(); // 关闭外层即可,内层的OutputStreamWriter和FileOutputStream会自动关闭 ``` 显式关闭内层可能导致重复关闭,引发异常[^1][^2]。 --- ### 4. **程序立即终止的极短生命周期场景** 若仅在**极短时间**内使用且程序随后终止(如测试代码),系统资源可能在程序退出时自动释放。但**不推荐依赖此行为**,因为资源泄漏风险仍然存在[^4]。 --- ### 必须关闭的情况 以下情况必须显式关闭: - 未使用`try-with-resources`且未自动关闭。 - 操作文件、网络连接等需要明确释放资源的场景。 - 长时间运行的程序,避免资源耗尽[^4]。 ---
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