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Java中的java.lang.ref.Cleaner类_Java 9替代finalize的资源回收新机制

P粉602998670

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发布时间:2026-02-12 16:32:57

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来源于php中文网

原创

cleaner 比 finalize 更可靠,因其基于虚引用和引用队列,由专用线程异步执行清理,不阻塞 gc;而 finalize 执行时机不可控、可能永不调用,且不保证调用次数。

java中的java.lang.ref.cleaner类_java 9替代finalize的资源回收新机制

为什么 Cleaner 比 finalize 更可靠

因为 finalize 的执行时机不可控、可能永不触发,且 JVM 不保证调用次数;而 Cleaner 基于虚引用(PhantomReference)+ 引用队列,由专门线程异步清理,不阻塞对象回收,也不影响 GC 效率。

常见错误现象:finalize 方法没被调用,或在应用退出前资源已泄漏;Cleaner 则只要对象被 GC,关联的清理动作大概率会被执行(除非 JVM 快速退出)。

  • 使用场景:封装 native 资源(如文件句柄、内存映射区)、自定义池化对象、需要确定性释放但又不能依赖 try-with-resources 的情况
  • Cleaner 实例是线程安全的,可复用;但每个待清理对象需注册独立的 Cleanable
  • 性能影响极小——清理逻辑在单独后台线程运行,不参与 GC 周期

怎么注册一个 Cleaner 清理动作

不是直接 new Cleaner,而是通过 Cleaner.create() 获取单例,再调用其 register 方法绑定对象与清理逻辑。

示例:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

Cleaner cleaner = Cleaner.create();
MyResource resource = new MyResource();
Cleaner.Cleanable cleanable = cleaner.register(resource, () -> {
    System.out.println("releasing native handle");
    releaseNativeHandle(resource.handle);
});

注意:resource 必须是强引用对象;清理动作中不能持有该对象的强引用(否则阻止 GC),也不能抛出未捕获异常(会静默终止该 Cleaner 线程)。

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  • 参数差异:register 第一个参数是待监控对象,第二个是 Runnable;JDK 17+ 支持带 cleanup key 的重载,用于取消注册
  • 如果对象在注册前已不可达,Cleanable 会立即触发清理(但无法保证顺序)
  • 不要在 register 后继续给 resource 赋新值——这会导致清理逻辑作用于错误实例

Cleaner 什么时候不工作

最常踩的坑是:JVM 进程提前退出,或者 Cleaner 后台线程被意外中断。

典型错误现象:System.exit(0)Runtime.getRuntime().halt() 后,清理逻辑完全不执行;日志里看不到任何输出。

  • 兼容性影响:JDK 9+ 才有 Cleaner,低版本必须降级到 finalize 或手动管理
  • 如果清理逻辑里调用了阻塞 I/O 或锁竞争严重的方法,可能拖慢整个 Cleaner 线程,影响其他注册项
  • 没有显式 shutdown 机制——JVM 正常退出时,Cleaner 线程会随 daemon 线程自然终止;但若需强制等待清理完成(如测试场景),得自己加同步手段

能否取消某个对象的清理注册

可以,但 JDK 16 之前不行。JDK 16 引入了 Cleanable.dispose(),调用后该清理动作不会再被执行。

示例:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

Cleaner cleaner = Cleaner.create();
Cleaner.Cleanable cleanable = cleaner.register(obj, cleanupAction);
// ……
cleanable.dispose(); // 之后 obj 被 GC 也不会触发 cleanupAction

注意:dispose() 是幂等的,但调用后再次 register 同一对象会产生新 Cleanable,旧的不会复活。

  • 旧版 JDK(9–15)只能靠在清理逻辑里加标志位 + 外部状态判断,容易出竞态
  • 不要在清理动作内部调用 dispose()——此时它已经失效,无意义
  • 这个能力对资源复用场景很关键,比如对象池中对象被归还时主动取消清理
Cleaner 的核心约束其实就一条:它只响应 GC,不响应作用域结束或显式 close;真要“确定性释放”,还是得靠 try-with-resources + AutoCloseable。别指望 Cleaner 替代手动释放逻辑。

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