Java:強引用冕房,軟引用,弱引用和虛引用

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目錄

一毫捣、強引用

二详拙、軟引用

三、弱引用

四蔓同、虛引用

五饶辙、總結

在JDK1.2以前的版本中,當一個對象不被任何變量引用斑粱,那么程序就無法再使用這個對象弃揽。也就是說,只有對象處于可觸及狀態(tài),程序才能使用它矿微。這就像在商店購買了某樣物品后痕慢,如果有用就一直保留它,否則就把它扔到垃圾箱涌矢,由清潔工人收走掖举。一般說來,如果物品已經被扔到垃圾箱娜庇,想再把它撿回來使用就不可能了拇泛。

但有時候情況并不這么簡單,可能會遇到可有可無的"雞肋"物品思灌。這種物品現在已經無用了,保留它會占空間恭取,但是立刻扔掉它也不劃算泰偿,因為也許將來還會派用場。對于這樣的可有可無的物品:如果家里空間足夠蜈垮,就先把它保留在家里耗跛,如果家里空間不夠,即使把家里所有的垃圾清除攒发,還是無法容納那些必不可少的生活用品调塌,那么再扔掉這些可有可無的物品。

在Java中惠猿,雖然不需要程序員手動去管理對象的生命周期羔砾,但是如果希望某些對象具備一定的生命周期的話(比如內存不足時JVM就會自動回收某些對象從而避免OutOfMemory的錯誤)就需要用到軟引用和弱引用了。

從Java SE2開始偶妖,就提供了四種類型的引用:強引用姜凄、軟引用、弱引用和虛引用趾访。Java中提供這四種引用類型主要有兩個目的:第一是可以讓程序員通過代碼的方式決定某些對象的生命周期态秧;第二是有利于JVM進行垃圾回收。

一扼鞋、強引用
之前我們使用的大部分引用實際上都是強引用申鱼,這是使用最普遍的引用。比如下面這段代碼中的object和str都是強引用:

Object object = new Object();
String str = "StrongReference";

如果一個對象具有強引用云头,那就類似于必不可少的物品捐友,不會被垃圾回收器回收。當內存空間不足盘寡,Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤楚殿,使程序異常終止,也不回收這種對象。

public class StrongReference {
    public static void main(String[] args) {
        new StrongReference().method1();
    }
    public void method1(){
        Object object=new Object();
        Object[] objArr=new Object[Integer.MAX_VALUE];
    }
}

運行結果:


image

當運行至Object[] objArr = new Object[Integer.MAX_VALUE]時脆粥,如果內存不足砌溺,JVM會拋出OOM錯誤也不會回收object指向的對象。不過要注意的是变隔,當method1運行完之后规伐,object和objArr都已經不存在了,所以它們指向的對象都會被JVM回收匣缘。

如果想中斷強引用和某個對象之間的關聯猖闪,可以顯示地將引用賦值為null,這樣一來的話肌厨,JVM在合適的時間就會回收該對象培慌。

比如ArraryList類的clear方法中就是通過將引用賦值為null來實現清理工作的

public void clear() {
      modCount++;
 
      // Let gc do its work
      for (int i = 0; i < size; i++)
          elementData[i] = null;
 
      size = 0;
}

在ArrayList類中定義了一個私有的變量elementData數組,在調用方法清空數組時可以看到為每個數組內容賦值為null柑爸。不同于elementData=null吵护,強引用仍然存在,避免在后續(xù)調用 add()等方法添加元素時進行重新的內存分配表鳍。使用如clear()方法中釋放內存的方法對數組中存放的引用類型特別適用馅而,這樣就可以及時釋放內存。

二譬圣、軟引用
軟引用是用來描述一些有用但并不是必需的對象瓮恭,在Java中用java.lang.ref.SoftReference類來表示。對于軟引用關聯著的對象厘熟,只有在內存不足的時候JVM才會回收該對象屯蹦。因此,這一點可以很好地用來解決OOM的問題盯漂,并且這個特性很適合用來實現緩存:比如網頁緩存颇玷、圖片緩存等。

軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用就缆,如果軟引用所引用的對象被JVM回收帖渠,這個軟引用就會被加入到與之關聯的引用隊列中。

import java.lang.ref.SoftReference;
 
public class SoftRef {  
 
    public static void main(String[] args){  
        System.out.println("start");            
        Obj obj = new Obj();            
        SoftReference<Obj> sr = new SoftReference<Obj>(obj);  
        obj = null;  
        System.out.println(sr.get());  
        System.out.println("end");     
    }       
}  
 
class Obj{  
    int[] obj ;  
    public Obj(){  
        obj = new int[1000];  
    }  
}
image

當內存足夠大時可以把數組存入軟引用竭宰,取數據時就可從內存里取數據空郊,提高運行效率

軟引用在實際中有重要的應用,例如瀏覽器的后退按鈕切揭,這個后退時顯示的網頁內容可以重新進行請求或者從緩存中取出:

(1)如果一個網頁在瀏覽結束時就進行內容的回收狞甚,則按后退查看前面瀏覽過的頁面時,需要重新構建

(2)如果將瀏覽過的網頁存儲到內存中會造成內存的大量浪費廓旬,甚至會造成內存溢出這時候就可以使用軟引用

三哼审、弱引用
弱引用也是用來描述非必需對象的,當JVM進行垃圾回收時,無論內存是否充足涩盾,都會回收被弱引用關聯的對象十气。在java中,用java.lang.ref.WeakReference類來表示春霍。

弱引用與軟引用的區(qū)別在于:只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期砸西。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區(qū)域的過程中,一旦發(fā)現了只具有弱引用的對象址儒,不管當前內存空間足夠與否芹枷,都會回收它的內存。不過莲趣,由于垃圾回收器是一個優(yōu)先級很低的線程鸳慈, 因此不一定會很快發(fā)現那些只具有弱引用的對象。所以被軟引用關聯的對象只有在內存不足時才會被回收喧伞,而被弱引用關聯的對象在JVM進行垃圾回收時總會被回收蝶涩。

import java.lang.ref.WeakReference;
 
public class WeakRef {
    public static void main(String[] args) {
        WeakReference<String> sr = new WeakReference<String>(new String("hello"));
        System.out.println(sr.get());
        System.gc();                //通知JVM的gc進行垃圾回收
        System.out.println(sr.get());
    }
}

運行結果:


image

在使用軟引用和弱引用的時候,我們可以顯示地通過System.gc()來通知JVM進行垃圾回收絮识,但是要注意的是,雖然發(fā)出了通知嗽上,JVM不一定會立刻執(zhí)行次舌,也就是說這句是無法確保此時JVM一定會進行垃圾回收的。

弱引用還可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用兽愤,如果弱引用所引用的對象被垃圾回收彼念,Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。

Object o = new Object(); //只要o還指向對象就不會被回收
WeakReference<Object> wr = new WeakReference<Object>(o);

當要獲得weak reference引用的object時, 首先需要判斷它是否已經被回收浅萧,如果wr.get()方法為空, 那么說明weakCar指向的對象已經被回收了逐沙。

應用場景:如果一個對象是偶爾的使用,并且希望在使用時隨時就能獲取到洼畅,但又不想影響此對象的垃圾收集吩案,那么應該用 Weak Reference 來記住此對象〉鄞兀或者想引用一個對象徘郭,但是這個對象有自己的生命周期,你不想介入這個對象的生命周期丧肴,這時候就應該用弱引用残揉,這個引用不會在對象的垃圾回收判斷中產生任何附加的影響。

四芋浮、虛引用
虛引用和前面的軟引用抱环、弱引用不同,它并不影響對象的生命周期。在java中用java.lang.ref.PhantomReference類表示镇草。如果一個對象與虛引用關聯眶痰,則跟沒有引用與之關聯一樣,在任何時候都可能被垃圾回收器回收陶夜。虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的活動凛驮。

虛引用必須和引用隊列關聯使用,當垃圾回收器準備回收一個對象時条辟,如果發(fā)現它還有虛引用黔夭,就會把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。程序可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用羽嫡,來了解被引用的對象是否將要被垃圾回收本姥。如果程序發(fā)現某個虛引用已經被加入到引用隊列,那么就可以在所引用的對象的內存被回收之前采取必要的行動杭棵。

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
 
 
public class PhantomRef {
    public static void main(String[] args) {
        ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<String>();
        PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<String>(new String("hello"), queue);
        System.out.println(pr.get());
    }
}

五婚惫、總結


image.png

在實際程序設計中一般很少使用弱引用與虛引用,使用軟引用的情況較多魂爪,這是因為軟引用可以加速JVM對垃圾內存的回收速度先舷,可以維護系統的運行安全,防止內存溢出(OutOfMemory)等問題的產生

利用軟引用和弱引用解決OOM問題:假如有一個應用需要讀取大量的本地圖片滓侍,如果每次讀取圖片都從硬盤讀取蒋川,則會嚴重影響性能,但是如果全部加載到內存當中撩笆,又有可能造成內存溢出捺球,此時使用軟引用可以解決這個問題。

設計思路是:用一個HashMap來保存圖片的路徑和相應圖片對象關聯的軟引用之間的映射關系夕冲,在內存不足時氮兵,JVM會自動回收這些緩存圖片對象所占用的空間,從而有效地避免了OOM的問題歹鱼。

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