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Java中的四种引用类型

概述

Java.lang.ref 是 Java 类库中比较特殊的一个包,它提供了与 Java垃圾回收器密切相关的引用类。StrongReference(强引用),SoftReference(软引用),WeakReference(弱引用),PhantomReference(虚引用)。这四种引用的强度按照上面的顺序依次减弱.

引用类型对比

序号

引用类型

取得目标对象方式

垃圾回收条件

是否可能内存泄漏

1

强引用

直接调用

不回收

可能

2

软引用

通过 get()方法

视内存情况回收

不可能

3

弱引用

通过 get()方法

永远回收

不可能

4

虚引用

无法取得

不回收

可能

1. 强引用(StrongReference)

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。

示例

String[] arr = new String[]{"a", "b", "c"};

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。     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。 示例

//示例1
SoftReference<String[]> softBean = new SoftReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"});

//示例2
ReferenceQueue<String[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<String[]>();
SoftReference<String[]> softBean = new SoftReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"}, referenceQueue);

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。     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。 实例:

//示例1
WeakReference<String[]> weakBean = new WeakReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"});
//示例2
ReferenceQueue<String[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<String[]>();
WeakReference<String[]> softBean = new WeakReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"}, referenceQueue);

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。 示例:

ReferenceQueue<String[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<String[]>();
PhantomReference<String[]> referent = new PhantomReference<String>(new String[]{"a", "b", "c"}, referenceQueue);

**具体执行的四种demo例子就不在这列出了 请百度或这点击这里java 引用类型实例DEMO **

这里有JDK中常用包中类的demo示例(我多年的总结,呵呵)

https://git.oschina.net/brucekankan/jdk_demo


SoftReference 和 WeakReference 的生命周期

下面通过GC来说明SoftReference 和 WeakReference 的生命周期

1. SoftReference生命周期分析

//-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails
public void soft(){
    SoftReference[] softArr = new SoftReference[5];
    softArr[0] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    System.out.println("GC 前===>"+softArr[0].get());
    System.gc();
    System.out.println("第一次GC后:===>"+softArr[0].get());
    softArr[1] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    System.gc();
    System.out.println("第二次GC后===>"+softArr[0].get());
    softArr[2] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    System.gc();
    System.out.println("第三次GC后===>"+softArr[0].get());
    softArr[3] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    //System.gc();  这里都不需要显示执行,因为堆内存已经满了,虚拟机自己会执行。
    System.out.println("第四次GC后===>"+softArr[0].get());
    }

执行上面代码后控制台打印出的结果和GC日志。记得执行的时候加上启动参数(-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails)。

Paste_Image.png

从GC日志中我们分析出:

  1. Eden内存:4508K (第一次GC发现,放入一个2M的byte数组后容量为2898K,如果再放入一个就变成 4898K,超过4508K,故一个Eden区域只能放入一个2M的byte数组)
  2. Survivor内存 512K (不能容纳 2M的byte数组,故此上面例子该区域内存无法存储2M的byte数组)
  3. 老年代内存 5120K(可以放入2个2M的byte数组)

由上面分析可知,堆内存中最多可以容纳3个2M的数组。所以前三次GC后内存空间都充足。而SoftReference引用的对象没有被回收

当放入第四个2M的byte数组时,虚拟机判断内存不够容纳此大小的对象,所以执行了一次GC,发现GC后内存空间仍不足容纳2M的byte数组。然后接着由执行了一次FullGC(Allocation Failure)这次会尝试回收一些软引用的对象(再不回收就内存溢出了),最后获取softArr[0]的时候结果为null,说明SoftReference引用被回收了。

从分析结果中我们发现只有在内存空间不足时(将要内存溢出),SoftReference引用的对象才会被回收。内存空间充足的情况下,不管执行多少次GC都不会被回收

2. WeakReference生命周期分析

//-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails
public void weak(){
    WeakReference<Integer> weak = new WeakReference<Integer>(new Integer(100));
    System.out.println("GC 前===>"+weak.get());
    System.gc();
    System.out.println("GC 后===>"+weak.get());
}

执行上面代码后控制台打印出的结果和GC日志。记得执行的时候加上启动参数(-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails)。

Paste_Image.png

从图中我们发现只要执行GC,WeakReference引用的对象就会被回收。 WeakReference引用的对象的存活的生命周期是,下一次GC之前。

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