锁在锁定时可以进行垃圾收集吗？

Question

锁（java.util.concurrent.locks.Lock）在锁定时可以被垃圾收集吗？ 假设一个纯粹理论上的例子：

WeakReference r;

public void foo(){
       Lock lock = new ReentrantLock();
       r = new WeakReference(lock);   
       lock.lock();
}

lock 可以在 foo() 执行后被垃圾回收吗？换句话说，lock.lock() 是否会创建任何对锁的强引用？ 你怎么知道？

Answer 1

当锁定的 Lock 无法再访问时，可以对其进行垃圾回收。 （JLS 中“可达”的定义是：“可达对象是可以在任何潜在的持续计算中从任何活动线程访问的任何对象。” - JLS 12.16.1）

但是，某个线程正在等待的锁定Lock必须正在执行Lock的lock/tryLock实例方法之一。为此，线程必须拥有对锁的引用；即lock方法当前正在访问的一个。因此，某个线程尝试获取的锁定的 Lock 是可达的，并且不能被垃圾收集。

换句话说，lock.lock() 是否会创建任何对锁的强引用？

不。在您的示例中，强引用以 lock 变量的形式存在。但是假设我们调整了您的示例以摆脱锁定；例如，

public void do_lock(WeakReference<ReentrantLock> r) 
   r.get().lock();
}

当您调用get()时，它将返回对ReentrantLock对象的引用，该对象将保存在临时变量或寄存器中，使其强可达。只要 lock() 调用正在运行，它将继续保持强可达性。当 lock() 调用返回时，ReentrantLock 对象可能（再次）变得弱可达。

你怎么知道？

我怎么知道？结合了：

• Java 语言规范对可达性和其他事物的定义的知识、
• 实现 JVM 的经验、
• 良好的老式逻辑，以及……
• 我通过阅读 OpenJDK 源代码证实了这一点（尽管这并不证明关于 JVM 的任何一般情况。）

不需要使用全局队列实现 Lock，因此没有理由隐藏对 Lock 对象的引用这将防止它变得无法访问。此外，锁定时无法进行垃圾收集的 Lock 将导致存储泄漏，并且是一个主要的实现缺陷，我无法想象 Doug Lea 等人会这样做错误！

Answer 2

事实证明，虽然我们经常在概念上认为线程“获取”和“拥有”锁，但从实现的角度来看实际上并非如此。锁保留对拥有和等待线程的引用，而线程没有对锁的引用，并且不知道它们“拥有”的锁。

ReentrantLock 实现也相当简单：没有静态的锁集合，也没有跟踪锁的后台维护线程。

创建或锁定锁都不会在任何地方创建任何“隐藏”的新强引用，因此，在上面的示例中，一旦 foo() 完成，lock 就可以被垃圾回收。

人们可以通过仔细阅读源代码来验证这一点：

http:// /fuseyism.com/classpath/doc/java/util/concurrent/locks/ReentrantLock-source.html

http://fuseyism.com/classpath/doc/java/util/concurrent/locks/AbstractQueuedSynchronizer-source.html

http://fuseyism.com/classpath/doc/java/util/concurrent/locks/AbstractOwnableSynchronizer -source.html

Answer 3

从技术上讲，唯一不能被垃圾收集的对象是引导类加载器加载的类（其余的是对前者的传出引用）

（java.util.concurrent.locks。）Lock（s）绝对是普通对象，与java.util.ArrayList 在垃圾回收方面。我已经编写了带有 LIFO 语义的锁（或者特别是 AbstractQueueSynchronized，它不是 FIFO），这对于最大限度地减少缓存未命中很有用，因为最热的线程可以更多地工作。要点是完全可以编写您自己的自定义锁定/同步/原子代码。

Answer 4

锁与任何其他对象都没有什么不同。这取决于某些内部 Java 机制是否引用了 Lock。但我认为 Java 没有理由保留对锁的引用。

Answer 5

锁定时可以对其进行垃圾收集。获取锁不会创建强引用。当然，正如所写，您必须将 lock 设置为 null 并运行 gc 才能看到引用变为 null。

Answer 6

假设您的意思是“在 foo() 执行之后”，答案是肯定的 - 这确实是 WeakReferences 的要点。

您会知道，因为当您尝试将 WeakReference r 转换回常规（或强）引用时，您将返回 null ：

if (r.get() == null) {
    // the lock was garbage collected
}