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16  *
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19  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  *
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22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25
26 package java.lang.ref;
27
28 import jdk.internal.ref.CleanerImpl;
29
30 import java.util.Objects;
31 import java.util.concurrent.ThreadFactory;
32 import java.util.function.Function;
33
34 /**
35  * {@code Cleaner} manages a set of object references and corresponding cleaning actions.
36  * <p>
37  * Cleaning actions are {@link #register(Object object, Runnable action) registered}
38  * to run after the cleaner is notified that the object has become
39  * phantom reachable.
40  * The cleaner uses {@link PhantomReference} and {@link ReferenceQueue} to be
41  * notified when the <a href="package-summary.html#reachability">reachability</a>
42  * changes.
43  * <p>
44  * Each cleaner operates independently, managing the pending cleaning actions
45  * and handling threading and termination when the cleaner is no longer in use.
46  * Registering an object reference and corresponding cleaning action returns
47  * a {@link Cleanable Cleanable}. The most efficient use is to explicitly invoke
48  * the {@link Cleanable#clean clean} method when the object is closed or
49  * no longer needed.
50  * The cleaning action is a {@link Runnable} to be invoked at most once when
51  * the object has become phantom reachable unless it has already been explicitly cleaned.
52  * Note that the cleaning action must not refer to the object being registered.
53  * If so, the object will not become phantom reachable and the cleaning action
54  * will not be invoked automatically.
55  * <p>
56  * The execution of the cleaning action is performed
57  * by a thread associated with the cleaner.
58  * All exceptions thrown by the cleaning action are ignored.
59  * The cleaner and other cleaning actions are not affected by
60  * exceptions in a cleaning action.
61  * The thread runs until all registered cleaning actions have
62  * completed and the cleaner itself is reclaimed by the garbage collector.
63  * <p>
64  * The behavior of cleaners during {@link System#exit(int) System.exit}
65  * is implementation specific. No guarantees are made relating
66  * to whether cleaning actions are invoked or not.
67  * <p>
68  * Unless otherwise noted, passing a {@code null} argument to a constructor or
69  * method in this class will cause a
70  * {@link java.lang.NullPointerException NullPointerException} to be thrown.
71  *
72  * @apiNote
73  * The cleaning action is invoked only after the associated object becomes
74  * phantom reachable, so it is important that the object implementing the
75  * cleaning action does not hold references to the object.
76  * In this example, a static class encapsulates the cleaning state and action.
77  * An "inner" class, anonymous or not,  must not be used because it implicitly
78  * contains a reference to the outer instance, preventing it from becoming
79  * phantom reachable.
80  * The choice of a new cleaner or sharing an existing cleaner is determined
81  * by the use case.
82  * <p>
83  * If the CleaningExample is used in a try-finally block then the
84  * {@code close} method calls the cleaning action.
85  * If the {@code close} method is not called, the cleaning action is called
86  * by the Cleaner when the CleaningExample instance has become phantom reachable.
87  * <pre>{@code
88  * public class CleaningExample implements AutoCloseable {
89  *        // A cleaner, preferably one shared within a library
90  *        private static final Cleaner cleaner = <cleaner>;
91  *
92  *        static class State implements Runnable {
93  *
94  *            State(...) {
95  *                // initialize State needed for cleaning action
96  *            }
97  *
98  *            public void run() {
99  *                // cleanup action accessing State, executed at most once
100  *            }
101  *        }
102  *
103  *        private final State;
104  *        private final Cleaner.Cleanable cleanable
105  *
106  *        public CleaningExample() {
107  *            this.state = new State(...);
108  *            this.cleanable = cleaner.register(this, state);
109  *        }
110  *
111  *        public void close() {
112  *            cleanable.clean();
113  *        }
114  *    }
115  * }</pre>
116  * The cleaning action could be a lambda but all too easily will capture
117  * the object reference, by referring to fields of the object being cleaned,
118  * preventing the object from becoming phantom reachable.
119  * Using a static nested class, as above, will avoid accidentally retaining the
120  * object reference.
121  * <p>
122  * <a id="compatible-cleaners"></a>
123  * Cleaning actions should be prepared to be invoked concurrently with
124  * other cleaning actions.
125  * Typically the cleaning actions should be very quick to execute
126  * and not block. If the cleaning action blocks, it may delay processing
127  * other cleaning actions registered to the same cleaner.
128  * All cleaning actions registered to a cleaner should be mutually compatible.
129  * @since 9
130  */

131 public final class Cleaner {
132
133     /**
134      * The Cleaner implementation.
135      */

136     final CleanerImpl impl;
137
138     static {
139         CleanerImpl.setCleanerImplAccess(new Function<Cleaner, CleanerImpl>() {
140             @Override
141             public CleanerImpl apply(Cleaner cleaner) {
142                 return cleaner.impl;
143             }
144         });
145     }
146
147     /**
148      * Construct a Cleaner implementation and start it.
149      */

150     private Cleaner() {
151         impl = new CleanerImpl();
152     }
153
154     /**
155      * Returns a new {@code Cleaner}.
156      * <p>
157      * The cleaner creates a {@link Thread#setDaemon(boolean) daemon thread}
158      * to process the phantom reachable objects and to invoke cleaning actions.
159      * The {@linkplain java.lang.Thread#getContextClassLoader context class loader}
160      * of the thread is set to the
161      * {@link ClassLoader#getSystemClassLoader() system class loader}.
162      * The thread has no permissions, enforced only if a
163      * {@link java.lang.System#setSecurityManager(SecurityManager) SecurityManager is set}.
164      * <p>
165      * The cleaner terminates when it is phantom reachable and all of the
166      * registered cleaning actions are complete.
167      *
168      * @return a new {@code Cleaner}
169      *
170      * @throws  SecurityException  if the current thread is not allowed to
171      *               create or start the thread.
172      */

173     public static Cleaner create() {
174         Cleaner cleaner = new Cleaner();
175         cleaner.impl.start(cleaner, null);
176         return cleaner;
177     }
178
179     /**
180      * Returns a new {@code Cleaner} using a {@code Thread} from the {@code ThreadFactory}.
181      * <p>
182      * A thread from the thread factory's {@link ThreadFactory#newThread(Runnable) newThread}
183      * method is set to be a {@link Thread#setDaemon(boolean) daemon thread}
184      * and started to process phantom reachable objects and invoke cleaning actions.
185      * On each call the {@link ThreadFactory#newThread(Runnable) thread factory}
186      * must provide a Thread that is suitable for performing the cleaning actions.
187      * <p>
188      * The cleaner terminates when it is phantom reachable and all of the
189      * registered cleaning actions are complete.
190      *
191      * @param threadFactory a {@code ThreadFactory} to return a new {@code Thread}
192      *                      to process cleaning actions
193      * @return a new {@code Cleaner}
194      *
195      * @throws  IllegalThreadStateException  if the thread from the thread
196      *               factory was {@link Thread.State#NEW not a new thread}.
197      * @throws  SecurityException  if the current thread is not allowed to
198      *               create or start the thread.
199      */

200     public static Cleaner create(ThreadFactory threadFactory) {
201         Objects.requireNonNull(threadFactory, "threadFactory");
202         Cleaner cleaner = new Cleaner();
203         cleaner.impl.start(cleaner, threadFactory);
204         return cleaner;
205     }
206
207     /**
208      * Registers an object and a cleaning action to run when the object
209      * becomes phantom reachable.
210      * Refer to the <a href="#compatible-cleaners">API Note</a> above for
211      * cautions about the behavior of cleaning actions.
212      *
213      * @param obj   the object to monitor
214      * @param action a {@code Runnable} to invoke when the object becomes phantom reachable
215      * @return a {@code Cleanable} instance
216      */

217     public Cleanable register(Object obj, Runnable action) {
218         Objects.requireNonNull(obj, "obj");
219         Objects.requireNonNull(action, "action");
220         return new CleanerImpl.PhantomCleanableRef(obj, this, action);
221     }
222
223     /**
224      * {@code Cleanable} represents an object and a
225      * cleaning action registered in a {@code Cleaner}.
226      * @since 9
227      */

228     public interface Cleanable {
229         /**
230          * Unregisters the cleanable and invokes the cleaning action.
231          * The cleanable's cleaning action is invoked at most once
232          * regardless of the number of calls to {@code clean}.
233          */

234         void clean();
235     }
236
237 }
238