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  • Java の 四种引用

    介绍

    在JAVA中提供了四种引用类型:强引用、软引用、软引用和虚引用。

    在四种引用类型中,只有强引用FinalReference类型变量是包内可见的,其他三种引用类型均为public,可以在程序中直接使用

    强引用

    强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用,那么垃圾回收器绝不会回收它

    例如:

    StringBuilder sb = new StringBuilder("test");
    

    变量str指向StringBuffer实例所在的堆空间,通过str可以操作该对象。
    如下:

    • 强引用可以直接访问目标对象
    • 只要有引用变量存在,垃圾回收器永远不会回收。JVM即使抛出OOM异常,也不会回收强引用所指向的对象。
    • 强引用可能导致内存泄漏问

    软引用

    软引用是除了强引用外,最强的引用类型。一个持有软引用的对象,只有在内存不足时,gc才会回收它

    可以通过java.lang.ref.SoftReference使用软引用

    SoftReference 的特点是:
    一旦SoftReference保存了一个Java对象的软引用后

    • 在垃圾线程对这个Java对象回收前,SoftReference类所提供的get()方法返回Java对象的强引用。
    • 一旦垃圾线程回收该Java对象之后,get()方法将返回null。

    如下:

    Object obj = new Object();
    ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
    SoftReference<Object> sf = new SoftReference<Object>(obj, queue); // 只能这么创建
    obj = null;
    System.out.println("引用值:" + sf.get());
    System.out.println("被标记:" + sf.isEnqueued());
    System.out.println("被回收:" + queue.poll());
    System.gc();
    System.out.println("引用值:" + sf.get() + "(gc后)"); // 有gc,不一定为null。内存不足时,为null
    System.out.println("被标记:" + sf.isEnqueued() + "(gc后)");
    System.out.println("被回收:" + queue.poll() + "(gc后)");
    

    • sf是对obj的一个软引用,通过sf.get()方法可以取到 这个对象
    • 这个对象 被标记为需要回收的对象时,则返回null
      (上面例子不为null,说明对象未被gc标记为垃圾)

    一个持有软引用的对象,不会被JVM很快回收,JVM会根据当前堆的使用情况来判断何时回收。当堆使用率临近阈值时,才会去回收软引用的对象。

    1. 因此,软引用可以用于实现对内存敏感的高速缓存

      • 在内存足够的情况下直接通过软引用取值,无需从繁忙的真实来源查询数据,提升速度;
      • 当内存不足时,自动删除这部分缓存数据,从真正的来源查询这些数据。
    2. 使用软引用能防止内存泄露,增强程序的健壮性

      内存泄漏:既存在一部分内存一直处于空闲状态。

    3. 软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用
      ReferenceQueue中保存已经失去了它所软引用的对象的Reference对象。
      (参考“弱引用”)

      利用ReferenceQueue的poll()方法,可以检查哪个SoftReference所软引用的对象已经被回收,于是可以把这些失去所软引用的对象的SoftReference对象清除掉。

    弱引用

    弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。一个被弱引用的对象,不管系统堆空间是否足够,gc都会将对象进行回收。

    在java中,可以用java.lang.ref.WeakReference实例来保存对一个Java对象的弱引用。

    Object obj = new Object();
    ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
    WeakReference<Object> sf = new WeakReference<Object>(obj, queue); // 只能这么创建
    obj = null;
    System.out.println("引用值:" + sf.get());
    System.out.println("被标记:" + sf.isEnqueued());
    System.out.println("被回收:" + queue.poll());
    System.gc();
    System.out.println("引用值:" + sf.get() + "(gc后)"); // 只要有gc,就为null
    System.out.println("被标记:" + sf.isEnqueued() + "(gc后)");
    System.out.println("被回收:" + queue.poll() + "(gc后)");
    

    弱引用的应用:WeakHashMap

    Object key = new Object();
    // WeakHashMap 的弱引用对象是key,而value是强引用存储在WeakHashMap内部
    WeakHashMap<Object, Object> map = new WeakHashMap<>();
    map.put(key, "haha");
    System.out.println("obj:" + map.get(key));
    System.out.println("size:" + map.size());
    System.gc();
    System.out.println("obj:" + map.get(key) + "(gc后)");
    System.out.println("size:" + map.size());
    // 清除强引用
    key = null;
    // 调用gc清除弱引用
    System.gc();
    System.out.println("obj:" + map.get(key) + "(gc后,obj=null后)");
    System.out.println("size:" + map.size());
    

    20200413105419

    最后提醒一句:WeakHashMap 不是线程安全的,要在并发场景下使用,记得使用 Collections.synchronizedMap 包一层

    虚引用

    虚引用是所有类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象和没有引用几乎是一样的,随时可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时,总是会失败。

    phantom 幽灵

    Object obj = new Object();
    ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue<>();
    PhantomReference sf = new PhantomReference(obj, queue); // 只能这么创建
    obj = null;
    System.out.println("引用值:" + sf.get());
    System.out.println("被标记:" + sf.isEnqueued());
    System.out.println("被回收:" + queue.poll());
    System.gc();
    System.out.println("引用值:" + sf.get() + "(gc后)");
    System.out.println("被标记:" + sf.isEnqueued() + "(gc后)");
    System.out.println("被回收:" + queue.poll() + "(gc后)");
    

    虚引用必须和引用队列一起使用,它的作用在于检测对象是否已经从内存中删除,跟踪垃圾回收过程

    当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在垃圾回收后,销毁这个对象,将这个虚引用加入引用队列。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用,来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收


    参考:

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