java - 合成 lambda 类的神奇类卸载？

Question

我们通常知道一个类cannot be unloaded来自 ClassLoader，但 lambda 的合成类似乎可以。

证明:

public class Play {
    static String test = new String("test");

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        WeakReference<String> wr = new WeakReference<>(test);
        Runnable run = test::toString;
        System.out.println(Play.class.getClassLoader() == run.getClass().getClassLoader());
        System.out.printf("sys=%s, lambda=%s", Runnable.class, run.getClass());
        run.run();
        test = null;
        run = null;
        while (wr.get() != null) {
            System.gc();
        }
    }
}

输出:

true
sys=interface java.lang.Runnable, lambda=class Play$$Lambda$1/918221580
<then terminates>

这表明 lambda 的闭包引用的字符串(将被合成类引用)被取消引用，这意味着合成类也必须被 GC 处理。这是有道理的，否则会出现各种基于类加载器的内存泄漏。

我的问题是他们是否打破了无法卸载类的设计来做到这一点？如果是这样，我们可以用我们自己的类来做到这一点吗？

Answer 1

有趣的是，尽管您的测试不足以确定这一点，但实际上，为 lambda 表达式生成的类可以被垃圾收集，如下面的代码可以证明:

import java.lang.invoke.*;
import java.lang.ref.WeakReference;

public class LambdaClassUnloading {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        MethodHandles.Lookup l = MethodHandles.lookup();
        MethodType t=MethodType.methodType(void.class);
        Runnable r=(Runnable)LambdaMetafactory.metafactory(l, "run",
            MethodType.methodType(Runnable.class), t,
            l.findStatic(LambdaClassUnloading.class, "testMethod", t), t)
            .getTarget().invokeExact();
        System.out.println("generated "+r);
        r.run();
        WeakReference<Class<?>> ref=new WeakReference<>(r.getClass());
        r=null;
        while(ref.get()!=null) System.gc();
        System.out.println("class collected");
    }
    private static void testMethod() {
        System.out.println("testMethod() called");
    }
}

这会打印类似的东西:

generated java8test.LambdaClassUnloading$$Lambda$1/723074861@77459877
testMethod() called
class collected

虽然数字可能会有所不同。

但出于实际目的，重要的是要了解上面代码反射调用的生成器设施通常是通过 invokedynamic 字节码指令触发的，该指令将永久链接到首先完成引导过程。

换句话说，考虑到当前 JRE 的处理方式，只要包含 invokedynamic 指令的代码是可访问的，永久链接的 lambda 类也会持续存在。这与 Andremoniy’s answer 中演示的行为相匹配; Runnable run = test::toString; 行的代码可以再次执行并将生成与第一次执行相同的类的实例，因为它的构造函数已永久链接到它。

但理论上，替代的 JRE 实现可以让 Bootstrap 方法返回一个 MutableCallSite 并在以后重新定位它，例如生成更优化类的实例或强制在语义等价的 lambda 表达式之间共享类。在那种情况下，当没有更多的 lambda 实例时，现有的 lambda 类可以比它们的定义类更早地被垃圾回收。

所以答案是，确实有一个“神奇的类卸载”，但目前，它与大多数实际用途无关，当然，如果它发生在未来的 JVM 中，它仍然会保留由Java 语言规范。无论您的方法引用 test::toString 捕获的实例如何存储，如果函数接口(interface)的实例 无法访问，它都不会阻碍其收集。

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如果您对更多细节感兴趣，文章“anonymous classes in the VM” by John Rose提供介绍。您还可以搜索 sun.misc.Unsafe.defineAnonymousClass...