Java 理论与实践: 良好的内务处理实践

　　垃圾收集几乎是每个开发人员都喜爱的一个 Java 平台特性，它简化了开发，消除了所有种类的潜在代码错误。可尽管垃圾收集一般来说可以让您无需进行资源管理，有时候您还是必须自己进行一些内务处理。在本文中，Brian Goetz 讨论了垃圾收集的局限性，并指出了您必须自己做内务处理的场景。

　　小时候，父母总是叮嘱我们玩了玩具之后要收好。如果您仔细想想，其实这种唠叨并不过分，要保持整洁是因为存在实际的限制，房间里没有太多的空间，如果到处堆满了玩具，那么连走路都无处下脚了。

　　如果有了足够的空间，保持整洁就不是那么必要了。空间越多，就越不必要保持整洁。Arlo Guthrie 著名的民谣 Alice's Restaurant Massacre 说明了这一点：

　　他们住在教堂楼下的大厅，里面的椅子全都搬走了，剩下一个空荡荡的大房间，所以他们想，很长时间都不用把垃圾扔出去，有的是地方装垃圾……

　　无论如何，垃圾收集可以帮我们减轻内务整理方面的工作。

　　显式地释放资源

　　Java 程序中使用的绝大多数资源都是对象，垃圾收集在清理对象方面做得很好。因此，您可以使用任意多的 String。垃圾收集器最终无需您的干预就会算出它们何时失效，并收回它们使用的内存。

　　另一方面，像文件句柄和套接字句柄这类非内存资源必须由程序显式地释放，比如使用 close()、destroy()、shutdown() 或 release() 这样的方法来释放。有些类，比如平台类库中的文件句柄流实现，提供终结器（finalizer）作为安全保证，以便当垃圾收集器确定程序不再使用资源而程序却忘了释放资源时，终结器还可以来做这个释放工作。但是尽管文件句柄提供了终结器来在您忘记了时为您释放资源，最好还是在使用完之后显式地释放资源。这样做可以更早地释放资源，降低了资源耗尽的可能。

　　对于有些资源来说，一直等到终结（finalization）释放它们是不可取的。对于重要的资源，比如锁获取和信号量许可证，Lock 或 Semaphore 直到很晚都可能不会被垃圾收集掉。对于数据库连接这样的资源，如果您等待终结，那么肯定会消耗完资源。许多数据库服务器根据许可的容量，只接受一定数量的连接。如果服务器应用程序为每个请求都打开一个新的数据库连接，然后用完之后就不管了，那么数据库远远未到终结器关闭不再需要的连接，就会到达它的最高容量。

　　只限于一个方法的资源

　　多数资源都不会持续整个应用程序的生命周期，相反，它们只被用于一个活动的生命周期。当应用程序打开一个文件句柄读取文件以处理文档时，它通常读取文件后就不再需要文件句柄了。

　　在最简单的情况下，资源在同一个方法调用中被获取、使用和释放，比如清单 1 中的 loadPropertiesBadly() 方法：

　　清单 1. 不正确地在一个方法中获取、使用和释放资源 —— 不要这样做

public static Properties loadPropertiesBadly(String fileName)
throws IOException {
　FileInputStream stream = new FileInputStream(fileName);
　Properties props = new Properties();
　props.load(stream);
　stream.close();
　return props;
}
　　不幸的是，这个例子存在潜在的资源泄漏。如果一切进展顺利，流将会在方法返回之前被关闭。但是如果 props.load() 方法抛出一个 IOException，那么流则不会被关闭（直到垃圾收集器运行其终结器）。解决方案是使用 try...finally 机制来确保流被关闭，而不管是否发生错误，如清单 2 所示：

　　清单 2. 正确地在一个方法中获取、使用和释放资源

public static Properties loadProperties(String fileName)
throws IOException {
　FileInputStream stream = new FileInputStream(fileName);
　try {
　　Properties props = new Properties();
　　props.load(stream);
　　return props;
　}
　finally {
　　stream.close();
　}
}
　　注意，资源获取（打开文件）是在 try 块外面进行的；如果把它放在 try 块中，那么即使资源获取抛出异常，finally 块也会运行。不仅该方法会不适当（您无法释放您没有获取的资源），finally 块中的代码也可能抛出其自己的异常，比如 NullPointerException。从 finally 块抛出的异常取代导致块退出的异常，这意味着原来的异常丢失了，不能用于帮助进行调试。 并不总像看起来那么容易

　　使用 finally 来释放在方法中获取的资源是可靠的，但是当涉及多个资源时，很容易变得难以处理。下面考虑这样一个方法，它使用一个 JDBC Connection 来执行查询和迭代 ResultSet。该方法获得一个 Connection，使用它来创建一个 Statement，并执行 Statement 以得到一个 ResultSet。但是中间 JDBC 对象 Statement 和 ResultSet 具有它们自己的 close() 方法，并且当您使用完之后，应该释放这些中间对象。然而，进行资源释放的 “明显的” 方式并不起作用，如清单 3 所示：

　　清单 3. 不成功的释放多个资源的企图 —— 不要这样做

public void enumerateFoo() throws SQLException {
　Statement statement = null;
　ResultSet resultSet = null;
　Connection connection = getConnection();
　try {
　　statement = connection.createStatement();
　　resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM Foo");
　　// Use resultSet
　}
　finally {
　　if (resultSet != null)
　　　resultSet.close();
　　if (statement != null)
　　　statement.close();
　　connection.close();
　}
}
　　这个 “解决方案” 不成功的原因在于，ResultSet 和 Statement 的 close() 方法自己可以抛出 SQLException，这会导致后面 finally 块中的 close() 语句不执行。您在这里有几种选择，每一种都很烦人：用一个 try..catch 块封装每一个 close()，像清单 4 那样嵌套 try...finally 块，或者编写某种小型框架用于管理资源获取和释放。

　　清单 4. 可靠的释放多个资源的方法

public void enumerateBar() throws SQLException {
　Statement statement = null;
　ResultSet resultSet = null;
　Connection connection = getConnection();

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