Java Cleaner 类

java.lang.ref.Cleaner 是 Java 9 引入的工具，用于管理对象的清理工作，提供了一种在垃圾回收时清理资源的安全方式。它可以代替 finalize 方法，通过在对象不再被使用时执行清理操作来释放外部资源，且比 finalize 更高效、可靠。

1. `Cleaner` 的作用

Cleaner 允许我们注册一个清理动作（clean-up action），该动作会在对象变得不可达（即即将被垃圾回收）时自动执行。典型的应用场景包括：

自动释放非 Java 内存资源，例如关闭文件、数据库连接、socket 连接等。
取代 finalize，实现资源的自动释放，避免因忘记调用 close() 方法导致的资源泄露。

2. `Cleaner` 的基本使用

以下是 Cleaner 的基本用法：

创建 Cleaner 实例：Cleaner.create()。
创建一个需要清理的对象，并将其与清理动作注册到 Cleaner 中。当该对象不再被引用时，清理动作会自动执行。

3. 使用示例

以下示例展示了如何使用 Cleaner 创建一个需要清理的资源，并在对象不可达时自动执行清理操作：

实例

import java.lang.ref.Cleaner;

public class CleanerExample {

// 创建一个 Cleaner 实例
private static final Cleaner cleaner = Cleaner.create();

// 定义一个需要清理的资源
static class Resource implements AutoCloseable {
// 清理任务 - 用于释放资源
private final Cleaner.Cleanable cleanable;

Resource() {
// 注册清理任务，当 Resource 实例变得不可达时执行清理动作
this.cleanable = cleaner.register(this, new ResourceCleaner());
System.out.println("Resource initialized");
}

// 清理资源
private static class ResourceCleaner implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Cleaning up resource...");
}
}

@Override
public void close() {
// 主动释放资源，取消 Cleaner 注册的清理任务
cleanable.clean();
System.out.println("Resource closed");
}
}

public static void main(String[] args) {
// 使用资源
try (Resource resource = new Resource()) {
System.out.println("Using resource...");
} // 自动调用 close()，手动清理资源

// 如果未调用 close()，GC 会执行清理任务
new Resource(); // 不调用 close()，等待 GC 触发清理
System.gc(); // 提示 GC 运行（不可确保清理立即执行）
}
}

4. 代码说明

Cleaner 实例：Cleaner.create() 创建了一个 Cleaner 实例，用于注册需要清理的资源。
注册清理任务：在 Resource 类中，调用 cleaner.register(this, new ResourceCleaner()) 将当前对象注册到 Cleaner，指定清理任务 ResourceCleaner。
自动清理：当 Resource 实例没有其他强引用并即将被垃圾回收时，Cleaner 会自动调用 ResourceCleaner.run()，输出"Cleaning up resource..."。
手动清理：通过 close() 方法主动调用 cleanable.clean()，立即清理资源，并取消 Cleaner 的任务。

5. Cleaner 的特点和优势

高效：Cleaner 由 JVM 管理，避免了 finalize 的低效性能问题。
避免 finalize 延迟：Cleaner 注册的任务在对象变得不可达后可以及时执行，而不是等待垃圾回收器延迟调用。
可控性：Cleaner 允许主动调用 clean() 清理资源，并在清理后自动取消任务，避免重复清理。
内存和资源安全性：减少手动管理资源的风险，确保系统资源的正确释放。

6. Cleaner 的使用场景

Cleaner 适合管理需要自动释放的资源，特别是在无法使用 try-with-resources 时。以下是典型应用场景：

Native 资源：用于管理非堆内存资源，比如 DirectByteBuffer、JNI 或者其他本地资源。
缓存清理：当对象被垃圾回收时，自动清理相关缓存数据。
非阻塞资源清理：用于无阻塞的资源清理任务，例如通知其他服务对象已被回收。

7. 注意事项

适度使用：Cleaner 主要用于特殊场景，例如确保无泄露的非 Java 资源。对于简单的资源管理，try-with-resources 更加适合。
不可控的执行时间：尽管 Cleaner 的清理任务比 finalize 更加及时，但清理任务的确切执行时间仍然取决于垃圾回收的时间，不适合对时效性要求严格的资源管理。
资源密集型清理任务慎用：避免在 Cleaner 中执行过于复杂或长时间的操作，以免影响垃圾回收性能。

总体而言，java.lang.ref.Cleaner 是 Java 中推荐的资源清理工具，提供了一种高效、可靠的资源管理方式。

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