你知道Java的四种引用类型吗

从大一自学Java已经两年了,自觉已经可以独当一面,(其实远远不足),最近一直在看书。关于java四种引用类型,我也是刚了解,特此记下!

在Java中提供了四个级别的引用:强引用,软引用,弱引用和虚引用。在这四个引用类型中,只有强引用FinalReference类是包内可见,其他三种引用类型均为public,可以在应用程序中直接使用。引用类型的类结构如图所示。

1.强引用

Java中的引用,类似C语言中最难的指针。(我是C语言入门编程,指针的概念还是很深入我心。)通过引用,可以对堆中的对象进行操作。如:

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Helloword");

变量str指向StringBuffer实例所在的堆空间,通过str可以操作该对象。

强引用的特点:

  1. 强引用可以直接访问目标对象。
  2. 强引用所指向的对象在任何时候都不会被系统回收。JVM宁愿抛出OOM异常,也不会回收强引用所指向的对象。
  3. 强引用可能导致内存泄漏。

2.软引用

软引用是除了强引用外,最强的引用类型。可以通过java.lang.ref.SoftReference使用软引用。一个持有软引用的对象,不会被JVM很快回收,JVM会根据当前堆的使用情况来判断何时回收。当堆使用率临近阈值时,才会去回收软引用的对象。因此,软引用可以用于实现对内存敏感的高速缓存。

SoftReference的特点是它的一个实例保存对一个Java对象的软引用, 该软引用的存在不妨碍垃圾收集线程对该Java对象的回收。也就是说,一旦SoftReference保存了对一个Java对象的软引用后,在垃圾线程对 这个Java对象回收前,SoftReference类所提供的get()方法返回Java对象的强引用。一旦垃圾线程回收该Java对象之后,get()方法将返回null。

下面举一个例子说明软引用的使用方法。

在你的IDE设置参数 -Xmx2m -Xms2m规定堆内存大小为2m。

    @Test
    public void test3(){
        MyObject obj = new myObject();
        SoftReference sf = new SoftReference<>(obj);
        obj = null;
        System.gc();
//        byte[] bytes = new byte[1024*100];
//        System.gc();
        System.out.println("是否被回收"+sf.get());
    }

运行结果:

是否被回收cn.zyzpp.MyObject@42110406

打开被注释掉的new byte[1024*100]语句,这条语句请求一块大的堆空间,使堆内存使用紧张。并显式的再调用一次GC,结果如下:

是否被回收null

说明在系统内存紧张的情况下,软引用被回收。

3.弱引用

弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。在系统GC时,只要发现弱引用,不管系统堆空间是否足够,都会将对象进行回收。在java中,可以用java.lang.ref.WeakReference实例来保存对一个Java对象的弱引用。

    public void test3(){
        MyObject obj = new MyObject();
        WeakReference sf = new WeakReference(obj);
        obj = null;
        System.out.println("是否被回收"+sf.get());
        System.gc();
        System.out.println("是否被回收"+sf.get());
    }

运行结果:

是否被回收cn.zyzpp.MyObject@42110406
是否被回收null

软引用,弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据,如果这么做,当系统内存不足时,这些缓存数据会被回收,不会导致内存溢出。而当内存资源充足时,这些缓存数据又可以存在相当长的时间,从而起到加速系统的作用。

4.虚引用

虚引用是所有类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象,和没有引用几乎是一样的,随时可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时,总是会失败。并且,虚引用必须和引用队列一起使用,它的作用在于跟踪垃圾回收过程。

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,就会在垃圾回收后,销毁这个对象,将这个虚引用加入引用队列。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。

    public void test3(){
        MyObject obj = new MyObject();
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
        PhantomReference sf = new PhantomReference<>(obj,referenceQueue);
        obj = null;
        System.out.println("是否被回收"+sf.get());
        System.gc();
        System.out.println("是否被回收"+sf.get());
    }

运行结果:

是否被回收null
是否被回收null

对虚引用的get()操作,总是返回null,因为sf.get()方法的实现如下:

    public T get() {
        return null;
    }

5.WeakHashMap类及其实现

WeakHashMap类在java.util包内,它实现了Map接口,是HashMap的一种实现,它使用弱引用作为内部数据的存储方案。WeakHashMap是弱引用的一种典型应用,它可以作为简单的缓存表解决方案。

一下两段代码分别使用WeakHashMap和HashMap保存大量的数据:

    @Test
    public void test4(){
        Map map;
        map = new WeakHashMap<String,Object>();
        for (int i =0;i<10000;i++){
            map.put("key"+i,new byte[i]);
        }
//        map = new HashMap<String,Object>();
//        for (int i =0;i<10000;i++){
//            map.put("key"+i,new byte[i]);
//        }
    }

使用-Xmx2M限定堆内存,使用WeakHashMap的代码正常运行结束,而使用HashMap的代码段抛出异常

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

由此可见,WeakHashMap会在系统内存紧张时使用弱引用,自动释放掉持有弱引用的内存数据。

但如果WeakHashMap的key都在系统内持有强引用,那么WeakHashMap就退化为普通的HashMap,因为所有的表项都无法被自动清理。

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