大数据基础系列之JAVA引用详解

一,四种引用介绍

从Java SE2开始,就提供了四种类型的引用:强引用、软引用、弱引用和虚引用。Java中提供这四种引用类型主要有两个目的:第一是可以让程序员通过代码的方式决定某些对象的生命周期;第二是有利于JVM进行垃圾回收。

1,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,那垃圾回收器绝不会回收它。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。

test对象未消亡之前,object和str都是强引用

public class test {
    Object object = new Object();
 String str = "hello";
}

2,软引用

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(下文给出示例)。

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。

import java.lang.ref.SoftReference;

public class Main {
 public static void main(String[] args) {

        SoftReference<String> sr = new SoftReference<String>(new String("hello"));
 System.out.println(sr.get());
 }
}

3,弱引用

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。

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。

import java.lang.ref.WeakReference;

public class Main {
 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进行垃圾回收
 System.out.println(sr.get());
 }
}

4,虚引用

“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。

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;


public class Main {
 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());
 }
}

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。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

二,引用队列ReferenceQueue

  就是一个引用队列,如果保存的是Reference对象本身,如果:Reference引用指向的对象被GC回收,其实Reference已经无效了

这种Reference将被放入引用队列,可以在这里将其清除,避免占有空间

/**
 * Created by spark on 2017/10/25.
 */
import java.lang.ref.Reference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.WeakReference;

public class ReferenceQueueTest {

 public static void main(String[] args) {
 final ReferenceQueue q = new ReferenceQueue();
 String str = new String("test");
 WeakReference wr = new WeakReference(str, q);

 Thread t = new Thread(){
 @Override
 public void run() {
 try {
                    Reference reference = q.remove();
 System.out.println(reference + " event fired.");
 } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
 }
            }
        };
 t.setDaemon(true);
 t.start();
 System.out.println("Reference Queue is listening.");

 str = null; // clear strong reference
 System.out.println("Ready to gc");
 System.gc();
        try {
            Thread.sleep(2000);
 } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
 }
        System.out.println("wr.get: " + wr.get());
 }
}

三,WeakHashMap

  弱引用map:就是Key键是一个弱引用的键,如果Key键被回收,则在get该map中值后,会自动remove掉value

  如果Key键始终被强引用,则是无法被回收的;

  注意Value是被强引用的,所以不要让Value间接的引用了Key键,这将导致key时钟被强引用

  这个:适合于受Key的生命周期控制的缓存

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.WeakHashMap;

/**
 * Created by spark on 2017/10/25.
 */
public class WeakHashMapTest {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
        String test = new String("test");
 String tmp = new String("tmp");
 Map weakmap = new WeakHashMap();
 Map map = new HashMap();
 map.put(test, "test");
 map.put(tmp, "tmp");


 weakmap.put(test, "test");
 weakmap.put(tmp, "tmp");

 map.remove(test);

 //清除强引用
 test=null;
 tmp=null;

 System.gc();
 Iterator itrTest = map.entrySet().iterator();
        while (itrTest.hasNext()) {
            Map.Entry en = (Map.Entry)itrTest.next();
 System.out.println("map:"+en.getKey()+":"+en.getValue());
 }

        Iterator itrTmp = weakmap.entrySet().iterator();
        while (itrTmp.hasNext()) {
            Map.Entry en = (Map.Entry)itrTmp.next();
 System.out.println("weakmap:"+en.getKey()+":"+en.getValue());
 }
    }
}

四,如何应用软引用避免OOM

假如有一个应用需要读取大量的本地图片,如果每次读取图片都从硬盘读取,则会严重影响性能,但是如果全部加载到内存当中,又有可能造成内存溢出,此时使用软引用可以解决这个问题。

private Map<String, SoftReference<Bitmap>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();
public void addBitmapToCache(String path) {

 // 强引用的Bitmap对象

 Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);

 // 软引用的Bitmap对象

 SoftReference<Bitmap> softBitmap = new SoftReference<Bitmap>(bitmap);

 // 添加该对象到Map中使其缓存

 imageCache.put(path, softBitmap);

 }

public Bitmap getBitmapByPath(String path) {

 // 从缓存中取软引用的Bitmap对象

 SoftReference<Bitmap> softBitmap = imageCache.get(path);

 // 判断是否存在软引用

 if (softBitmap == null) {

 return null;

 }

 // 取出Bitmap对象,如果由于内存不足Bitmap被回收,将取得空

 Bitmap bitmap = softBitmap.get();

        return bitmap;

}

注,本段代码摘自

http://blog.csdn.net/arui319/article/details/8489451

五,讲解原因

为讲解Spark RDD,Shuffle,累加器,广播变量等数据回收类文章做准备。

推荐阅读

1,JVM的垃圾回收算法

2,JAVA的网络IO模型彻底讲解

3,Scala语法基础之隐式转换

原文发布于微信公众号 - Spark学习技巧(bigdatatip)

原文发表时间:2017-10-27

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