Java四种引用类型:强引用、软引用、弱引用、虚引用

Java中的四种引用

Java中有四种引用类型:强引用、软引用、弱引用、虚引用。

Java为什么要设计这四种引用

Java的内存分配和内存回收,都不需要程序员负责,都是由伟大的JVM去负责,一个对象是否可以被回收,主要看是否有引用指向此对象,说的专业点,叫可达性分析。

Java设计这四种引用的主要目的有两个:

  1. 可以让程序员通过代码的方式来决定某个对象的生命周期;
  2. 有利用垃圾回收。

强引用

强引用是最普遍的一种引用,我们写的代码,99.9999%都是强引用:

<code>

Object

 o = 

new

 

Object

();/<code>

这种就是强引用了,是不是在代码中随处可见,最亲切。

只要某个对象有强引用与之关联,这个对象永远不会被回收,即使内存不足,JVM宁愿抛出OOM,也不会去回收。

那么什么时候才可以被回收呢?当强引用和对象之间的关联被中断了,就可以被回收了。

我们可以手动把关联给中断了,方法也特别简单:

<code>

o

 = null/<code>

我们可以手动调用GC,看看如果强引用和对象之间的关联被中断了,资源会不会被回收,为了更方便、更清楚的观察到回收的情况,我们需要新写一个类,然后重写finalize方法,下面我们来进行这个实验:

<code>

public

 

class

 

Student

 {         

protected

 

void

 

finalize

()

 

throws

 Throwable {         System.out.println(

"Student 被回收了"

);     } }

public

 

static

 

void

 

main

(String[] args)

 {     Student student = 

new

 Student();     student = 

null

;     System.gc(); }/<code>

运行结果:

<code>

Student

 被回收了/<code>

可以很清楚的看到资源被回收了。

当然,在实际开发中,千万不要重写finalize方法

在实际的开发中,看到有一些对象被手动赋值为NULL,很大可能就是为了“特意提醒”JVM这块资源可以进行垃圾回收了。点击这里获取一份 JVM 实战教程。


软引用

下面先来看看如何创建一个软引用:

<code> SoftReferencestudentSoftReference=

new

 SoftReference(

new

 Student());/<code>

软引用就是把对象用SoftReference包裹一下,当我们需要从软引用对象获得包裹的对象,只要get一下就可以了:

<code>SoftReferencestudentSoftReference=

new

 SoftReference(

new

 Student()); Student student = studentSoftReference.

get

(); System.

out

.println(student);/<code>

软引用有什么特点呢:

当内存不足,会触发JVM的GC,如果GC后,内存还是不足,就会把软引用的包裹的对象给干掉,也就是只有在内存不足,JVM才会回收该对象。

还是一样的,必须做实验,才能加深印象:

<code>SoftReference<

byte

[]> softReference = 

new

 SoftReference<

byte

[]>(

new

 

byte

[

1024

*

1024

*

10

]); System.

out

.println(softReference.

get

()); System.gc(); System.

out

.println(softReference.

get

());        

byte

[] bytes = 

new

 

byte

[

1024

 * 

1024

 * 

10

]; System.

out

.println(softReference.

get

());/<code>

我定义了一个软引用对象,里面包裹了byte[],byte[]占用了10M,然后又创建了10Mbyte[]。

运行程序,需要带上一个参数:

<code>

-Xmx20M

/<code>

代表最大堆内存是20M。

运行结果:

<code>[

B@

11

d7fff [

B@

11

d7fff

null

/<code>

可以很清楚的看到手动完成GC后,软引用对象包裹的byte[]还活的好好的,但是当我们创建了一个10M的byte[]后,最大堆内存不够了,所以把软引用对象包裹的byte[]给干掉了,如果不干掉,就会抛出OOM。

软引用到底有什么用呢?比较适合用作缓存,当内存足够,可以正常的拿到缓存,当内存不够,就会先干掉缓存,不至于马上抛出OOM。说到缓存,大家可以关注微信公众号Java技术栈获取更多干货。

弱引用

弱引用的使用和软引用类似,只是关键字变成了WeakReference:

<code>WeakReference<

byte

[]> weakReference = 

new

 WeakReference<

byte

[]>(

new

 

byte

[

1024

\*

1024

\*

10

]); System.

out

.println(weakReference.

get

());/<code>

弱引用的特点是不管内存是否足够,只要发生GC,都会被回收:

<code>WeakReference<

byte

[]> weakReference = 

new

 WeakReference<

byte

[]>(

new

 

byte

[

1

]); System.

out

.println(weakReference.

get

()); System.gc(); System.

out

.println(weakReference.

get

());/<code>

运行结果:

<code>[

B@

11

d7fffnull/<code>

可以很清楚的看到明明内存还很充足,但是触发了GC,资源还是被回收了。
弱引用在很多地方都有用到,比如ThreadLocal、WeakHashMap。

虚引用

虚引用又被称为幻影引用,我们来看看它的使用:

<code>ReferenceQueue queue = 

new

 ReferenceQueue(); PhantomReference<

byte

[]> reference = 

new

 PhantomReference<

byte

[]>(

new

 

byte

[

1

], queue); System.

out

.println(reference.

get

()); /<code>

虚引用的使用和上面说的软引用、弱引用的区别还是挺大的,我们先不管ReferenceQueue 是个什么鬼,直接来运行:

<code>

null

/<code>

竟然打印出了null,我们来看看get方法的源码:

<code>

public

 T 

get

() {           

return

 

null

; }/<code>

这是几个意思,竟然直接返回了null。

这就是虚引用特点之一了:无法通过虚引用来获取对一个对象的真实引用。

那虚引用存在的意义是什么呢?这就要回到我们上面的代码了,我们把代码复制下,以免大家再次往上翻:

<code>ReferenceQueue queue = 

new

 ReferenceQueue(); PhantomReference<

byte

[]> reference = 

new

 PhantomReference<

byte

[]>(

new

 

byte

[

1

], queue); System.

out

.println(reference.

get

());/<code>

创建虚引用对象,我们除了把包裹的对象传了进去,还传了一个ReferenceQueue,从名字就可以看出它是一个队列。

虚引用的特点之二就是 虚引用必须与ReferenceQueue一起使用,当GC准备回收一个对象,如果发现它还有虚引用,就会在回收之前,把这个虚引用加入到与之关联的ReferenceQueue中。

我们来用代码实践下吧:

<code>ReferenceQueue queue = 

new

 ReferenceQueue(); List bytes = 

new

 ArrayList<>(); PhantomReference reference = 

new

 PhantomReference(

new

 Student(),queue);

new

 Thread(

()

 -> {     

for

 (int i = 

0

; i 100;i++ ) {         bytes.add(

new

 byte[

1024

 * 

1024

]);     } }).start();

new

 Thread(

()

 -> {     

while

 (

true

) {         Reference poll = queue.poll();         

if

 (poll != 

null

) {             System.out.println(

"虚引用被回收了:"

 + poll);         }     } }).start(); Scanner scanner = 

new

 Scanner(System.

in

); scanner.hasNext(); }/<code>

运行结果:

<code>

Student

 被回收了 虚引用被回收了:

java

.lang

.ref

.PhantomReference

@1ade6f1

/<code>

我们简单的分析下代码:
第一个线程往集合里面塞数据,随着数据越来越多,肯定会发生GC。
第二个线程死循环,从queue里面拿数据,如果拿出来的数据不是null,就打印出来。

从运行结果可以看到:当发生GC,虚引用就会被回收,并且会把回收的通知放到ReferenceQueue中。

虚引用有什么用呢?在NIO中,就运用了虚引用管理堆外内存.


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