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  • Java 7之基础

    载自:http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475

    1、强引用(StrongReference)
       

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

    Object o=new Object();   //  强引用

          当内存空间不足,Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误,使程序异常终止,也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。如果不使用时,要通过如下方式来弱化引用,如下:

    o=null;     // 帮助垃圾收集器回收此对象

          显式地设置o为null,或超出对象的生命周期范围,则gc认为该对象不存在引用,这时就可以回收这个对象。具体什么时候收集这要取决于gc的算法。

    举例:

    1.  
      public void test(){
    2.  
      Object o=new Object();
    3.  
      // 省略其他操作
    4.  
      }

    在一个方法的内部有一个强引用,这个引用保存在栈中,而真正的引用内容(Object)保存在堆中。当这个方法运行完成后就会退出方法栈,则引用内容的引用不存在,这个Object会被回收。

    但是如果这个o是全局的变量时,就需要在不用这个对象时赋值为null,因为强引用不会被垃圾回收。

    强引用在实际中有非常重要的用处,举个ArrayList的实现源代码:

    1.  
      private transient Object[] elementData;
    2.  
      public void clear() {
    3.  
      modCount++;
    4.  
      // Let gc do its work
    5.  
      for (int i = 0; i < size; i++)
    6.  
      elementData[i] = null;
    7.  
      size = 0;
    8.  
      }

    在ArrayList类中定义了一个私有的变量elementData数组,在调用方法清空数组时可以看到为每个数组内容赋值为null。不同于elementData=null,强引用仍然存在,避免在后续调用 add()等方法添加元素时进行重新的内存分配。使用如clear()方法中释放内存的方法对数组中存放的引用类型特别适用,这样就可以及时释放内存。

    2、软引用(SoftReference)

        

            如果一个对象只具有软引用,则内存空间足够,垃圾回收器就不会回收它;如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它,该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。   

    1.  
      String str=new String("abc"); // 强引用
    2.  
      SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str); // 软引用

          当内存不足时,等价于:

    1.  
      If(JVM.内存不足()) {
    2.  
      str = null; // 转换为软引用
    3.  
      System.gc(); // 垃圾回收器进行回收
    4.  
      }

    虚引用在实际中有重要的应用,例如浏览器的后退按钮。按后退时,这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢?这就要看具体的实现策略了。

    (1)如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收,则按后退查看前面浏览过的页面时,需要重新构建

    (2)如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费,甚至会造成内存溢出

    这时候就可以使用软引用

    1.  
      Browser prev = new Browser(); // 获取页面进行浏览
    2.  
      SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用
    3.  
      if(sr.get()!=null){
    4.  
      rev = (Browser) sr.get(); // 还没有被回收器回收,直接获取
    5.  
      }else{
    6.  
      prev = new Browser(); // 由于内存吃紧,所以对软引用的对象回收了
    7.  
      sr = new SoftReference(prev); // 重新构建
    8.  
      }

    这样就很好的解决了实际的问题。

           软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收,Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

    3、弱引用(WeakReference)

        

          弱引用与软引用的区别在于:只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。不过,由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

    1.  
      String str=new String("abc");
    2.  
      WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str);
    3.  
      str=null;

    当垃圾回收器进行扫描回收时等价于:

    1.  
      str = null;
    2.  
      System.gc();

       如果这个对象是偶尔的使用,并且希望在使用时随时就能获取到,但又不想影响此对象的垃圾收集,那么你应该用 Weak Reference 来记住此对象。   

       下面的代码会让str再次变为一个强引用:

    String  abc = abcWeakRef.get();

    弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果弱引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

    当你想引用一个对象,但是这个对象有自己的生命周期,你不想介入这个对象的生命周期,这时候你就是用弱引用。

    这个引用不会在对象的垃圾回收判断中产生任何附加的影响。

    1.  
      public class ReferenceTest {
    2.  
       
    3.  
      private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>();
    4.  
       
    5.  
      public static void checkQueue() {
    6.  
      Reference<? extends VeryBig> ref = null;
    7.  
      while ((ref = rq.poll()) != null) {
    8.  
      if (ref != null) {
    9.  
      System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);
    10.  
      }
    11.  
      }
    12.  
      }
    13.  
       
    14.  
      public static void main(String args[]) {
    15.  
      int size = 3;
    16.  
      LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();
    17.  
      for (int i = 0; i < size; i++) {
    18.  
      weakList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));
    19.  
      System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast());
    20.  
       
    21.  
      }
    22.  
       
    23.  
      System.gc();
    24.  
      try { // 下面休息几分钟,让上面的垃圾回收线程运行完成
    25.  
      Thread.currentThread().sleep(6000);
    26.  
      } catch (InterruptedException e) {
    27.  
      e.printStackTrace();
    28.  
      }
    29.  
      checkQueue();
    30.  
      }
    31.  
      }
    32.  
       
    33.  
      class VeryBig {
    34.  
      public String id;
    35.  
      // 占用空间,让线程进行回收
    36.  
      byte[] b = new byte[2 * 1024];
    37.  
       
    38.  
      public VeryBig(String id) {
    39.  
      this.id = id;
    40.  
      }
    41.  
       
    42.  
      protected void finalize() {
    43.  
      System.out.println("Finalizing VeryBig " + id);
    44.  
      }
    45.  
      }
    46.  
       
    47.  
      class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig> {
    48.  
      public String id;
    49.  
       
    50.  
      public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) {
    51.  
      super(big, rq);
    52.  
      this.id = big.id;
    53.  
      }
    54.  
       
    55.  
      protected void finalize() {
    56.  
      System.out.println("Finalizing VeryBigWeakReference " + id);
    57.  
      }
    58.  
      }

    最后的输出结果为:

    1.  
      Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@1641c0
    2.  
      Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@136ab79
    3.  
      Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@33c1aa
    4.  
      Finalizing VeryBig Weak 2
    5.  
      Finalizing VeryBig Weak 1
    6.  
      Finalizing VeryBig Weak 0
    7.  
      In queue: Weak 1
    8.  
      In queue: Weak 2
    9.  
      In queue: Weak 0




    4、虚引用(PhantomReference)

       

         “虚引用”顾名思义,就是形同虚设,与其他几种引用都不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

        虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于:虚引用必须和引用队列 (ReferenceQueue)联合使用。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,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之 关联的引用队列中。

    5、总结

     Java4种引用的级别由高到低依次为:

    强引用  >  软引用  >  弱引用  >  虚引用

    通过图来看一下他们之间在垃圾回收时的区别:

    当垃圾回收器回收时,某些对象会被回收,某些不会被回收。垃圾回收器会从根对象Object来标记存活的对象,然后将某些不可达的对象和一些引用的对象进行回收,如果对这方面不是很了解,可以参考如下的文章:

    传送门:Java内存管理  http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/category/1907599

    通过表格来说明一下,如下:

    引用类型

    被垃圾回收时间

       用途

       生存时间

    强引用

    从来不会

    对象的一般状态

    JVM停止运行时终止

    软引用

    在内存不足时

    对象缓存

    内存不足时终止

    弱引用

    在垃圾回收时

    对象缓存

    gc运行后终止

    虚引用

    Unknown

    Unknown

    Unknown

    参考文献:

    两个测试例子

    使用HashMap,会报out of memory错误。

    1.  
      public static void main(String[] args) {
    2.  
      Map<String, String> list = new HashMap<String, String>();
    3.  
      long i = 1;
    4.  
      while (i < 100000000L) {
    5.  
      list.put(
    6.  
      String.valueOf(i),
    7.  
      "JDJJDJJJJJJJJJJ%%%%%%%%JJJJJJJJJJJJJJJKKKKKKKKKKKKKKKKKJJJJJJ"
    8.  
      + "JJJKKKKKHDDDJDJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJJDJDJJJJJJJJJ"
    9.  
      + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ"
    10.  
      + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ");
    11.  
       
    12.  
      // 测试第一个是否依然存活
    13.  
      if (i % 100000 == 0) {
    14.  
      System.out.println(list.get(String.valueOf(1)));
    15.  
      }
    16.  
       
    17.  
      i++;
    18.  
      }
    19.  
      }

    使用WeakHashMap,不会报out of memory错误。

    1.  
      public static void main(String[] args) {
    2.  
      Map<String, String> list = new WeakHashMap<String, String>();
    3.  
      long i = 1;
    4.  
      while (i < 100000000L) {
    5.  
      list.put(
    6.  
      String.valueOf(i),
    7.  
      "JDJJDJJJJJJJJJJ%%%%%%%%JJJJJJJJJJJJJJJKKKKKKKKKKKKKKKKKJJJJJJ"
    8.  
      + "JJJKKKKKHDDDJDJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJJDJDJJJJJJJJJ"
    9.  
      + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ"
    10.  
      + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ");
    11.  
       
    12.  
      // 测试第一个是否依然存活
    13.  
      if (i % 100000 == 0) {
    14.  
      System.out.println(list.get(String.valueOf(1)));
    15.  
      }
    16.  
       
    17.  
      i++;
    18.  
      }
    19.  
      }



    小结

    Java语言里面数组(Array)、列表(List)、Map等容器,对里面的每一个对象都有一个引用,大数据的情况下要小心内存泄露。弱引用只适合cache等特殊场景,对于那些一定不能Java让垃圾回收器回收的对象,要使用强引用。

    1、http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3154474.html

    2、http://blog.csdn.net/lifetragedy?viewmode=contents

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