Životní cyklus a likvidace objektů

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek

Co je životní cyklus?

  • Doba mezi vytvořením (new), používáním, nepoužíváním a zánikem objektu (instance).

  • Začíná vytvořením pomocí new.

  • Faktické používání objektu končí ve chvíli, kdy na něj ztratíme odkaz - např. když odkaz je lokální proměnná metody, kterou opustíme.

  • Fyzická existenci končí buďto koncem programu nebo zrušením objektu pomocí garbage collectoru, "uklízeče smetí".

  • Chování je přibližně stejné jako v Pythonu, ale zcela jiné než v C++ či Rust.

Závislosti mezi objekty

  • správě závislostí mezi objekty, tzn. jeden objekt se své činnosti potřebuje další objekt nebo objekty, se věnuje speciální sekce Dependency Injection.

Vyhnout se zbytečným objektům

  • Avoid unnecessary objects

  • Vytváření objektů je "drahá" operace - stojí výpočetní čas i paměť.

  • Objekt se musí v řadě případů též dealokovat, zlikvidovat, což stojí další čas.

  • V řadě případů není třeba objekt vytvářet, ukážeme si typické situace:

    • řetězce: každé zřetězení s = s + t znamená vytvoření nového objektu!

    • úplně stejně s += t vede k vytvoření nového objektu

    • new namísto zavolání (statické) tovární metody rovněž vždy vytvoří objekt

    • řadu složitějších objektů lze vytvořit jen jednou a znovupoužívat

    • pooling (skladiště) objektů

Metody místo new

  • Raději Boolean.valueOf("true") namísto new Boolean("true"), neboť to vytvoří pokaždé (obsahově stejný) objekt Boolean

  • Obdobně pro další typy - navíc statické metody mohou obecně vrátit i null, když se nezdaří.

  • U řetezců se mohutně využívá internalizace (neplést s internacionalizací), tzn. uložení do poolu v rámci běžící JVM.

  • Každý řetězec zadaný jako literál (do uvozovek, třeba "abcde") je internalizován a opakované použití odkazuje na tutéž instanci a nezabírá další paměť.

  • Internalizaci lze vyvolat i pomocí metody s.intern() - u dlouhých řetězců by sdílení mohlo mít smysl!

  • Je to proto, že řetězcové literály - nebo obecněji řetězce, které jsou hodnotami konstantních výrazů (§15.28) - jsou "internalizovány" tak, aby sdílely jedinečné instance pomocí metody String.intern (§12.5).

  • blíže viz Java Language Specification, 3.10.5. String literals

Předkompilace u regex

  • Regulární výrazy jsou silnou a častou používanou technikou, jak nalézat nebo ověřovat vzory v řetězcích.

  • Jsou použitelné ve všech běžných jazycích vč. Javy.

  • Lze je buďto:

    • rychle napsat, ale pomalu používat: "řetězec".matches("regex")

    • zdlouhavěji zapsat a rychle - i opakovaně - vykonávat

Pattern pattern = Pattern.compile("regex");
// i opakovaně, bleskově provedeno (násobně rychleji):
String s = ...
if(pattern.matcher(s).matches()) ...

Nepoužívejme finalize()

  • Finalizér, tj. metoda finalize() vlastní všem objektům, může teoreticky být překryta a tím umožněn adekvátní "likvidační" postup při zániku objektu - sestávající obvykle z uvolnění systémových zdrojů - síťové sokety, spojení na databázi atd.

  • V Javě nicméně není zaručeno, že se finalizér skutečně zavolá - JVM jej nemusí volat, pokud nepotřebuje fyzicky uvolnit paměť obsazenou (již nepoužívaným) objektem.

  • I kdyby finalizér zavolán byl, zůstává problém s určením okamžiku, kdy je volán a v jakém pořadí jsou finalizéry na mrtvých objektech volány.

  • Celkově tedy na finalize() nespoléhat a nepoužívat je - zdroje uvolňovat explicitním zavoláním vhodné metody.

Tento tip je javově-specifický, jde o to, jak a kdy pracuje garbage collector při likvidaci nepřístupných ("mrtvých") objektů.