Java四種對(duì)象引用

強(qiáng)引用(StrongReference)

強(qiáng)引用是使用最普遍的引用。如果一個(gè)對(duì)象具有強(qiáng)引用,那垃圾回收器絕不會(huì)回收它。如下:

Object o=new Object();   //  強(qiáng)引用 

當(dāng)內(nèi)存空間不足,Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯(cuò)誤,使程序異常終止,也不會(huì)靠隨意回收具有強(qiáng)引用的對(duì)象來(lái)解決內(nèi)存不足的問(wèn)題。如果不使用時(shí),要通過(guò)如下方式來(lái)弱化引用,如下:

o=null;     // 幫助垃圾收集器回收此對(duì)象

顯式地設(shè)置o為null,或超出對(duì)象的生命周期范圍,則gc認(rèn)為該對(duì)象不存在引用,這時(shí)就可以回收這個(gè)對(duì)象。具體什么時(shí)候收集這要取決于gc的算法。
舉例:

public void test(){  
    Object o=new Object();  
    // 省略其他操作  
}  

在一個(gè)方法的內(nèi)部有一個(gè)強(qiáng)引用,這個(gè)引用保存在棧中,而真正的引用內(nèi)容(Object)保存在堆中。當(dāng)這個(gè)方法運(yùn)行完成后就會(huì)退出方法棧,則引用內(nèi)容的引用不存在,這個(gè)Object會(huì)被回收。
但是如果這個(gè)o是全局的變量時(shí),就需要在不用這個(gè)對(duì)象時(shí)賦值為null,因?yàn)閺?qiáng)引用不會(huì)被垃圾回收。
強(qiáng)引用在實(shí)際中有非常重要的用處,舉個(gè)ArrayList的實(shí)現(xiàn)源代碼:

private transient Object[] elementData;  
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(gè)私有的變量elementData數(shù)組,在調(diào)用方法清空數(shù)組時(shí)可以看到為每個(gè)數(shù)組內(nèi)容賦值為null。不同于elementData=null,強(qiáng)引用仍然存在,避免在后續(xù)調(diào)用 add()等方法添加元素時(shí)進(jìn)行重新的內(nèi)存分配。使用如clear()方法中釋放內(nèi)存的方法對(duì)數(shù)組中存放的引用類型特別適用,這樣就可以及時(shí)釋放內(nèi)存。

軟引用(SoftReference)

如果一個(gè)對(duì)象只具有軟引用,則內(nèi)存空間足夠,垃圾回收器就不會(huì)回收它;如果內(nèi)存空間不足了,就會(huì)回收這些對(duì)象的內(nèi)存。只要垃圾回收器沒(méi)有回收它,該對(duì)象就可以被程序使用。軟引用可用來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。

String str=new String("abc");                                     // 強(qiáng)引用  
SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str);     // 軟引用 

當(dāng)內(nèi)存不足時(shí),等價(jià)于:

If(JVM.內(nèi)存不足()) {  
   str = null;  // 轉(zhuǎn)換為軟引用  
   System.gc(); // 垃圾回收器進(jìn)行回收  
}  

軟引用在實(shí)際中有重要的應(yīng)用,例如瀏覽器的后退按鈕。按后退時(shí),這個(gè)后退時(shí)顯示的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容是重新進(jìn)行請(qǐng)求還是從緩存中取出呢?這就要看具體的實(shí)現(xiàn)策略了。

  • 如果一個(gè)網(wǎng)頁(yè)在瀏覽結(jié)束時(shí)就進(jìn)行內(nèi)容的回收,則按后退查看前面瀏覽過(guò)的頁(yè)面時(shí),需要重新構(gòu)建
  • 如果將瀏覽過(guò)的網(wǎng)頁(yè)存儲(chǔ)到內(nèi)存中會(huì)造成內(nèi)存的大量浪費(fèi),甚至?xí)斐蓛?nèi)存溢出
    這時(shí)候就可以使用軟引用
Browser prev = new Browser();               // 獲取頁(yè)面進(jìn)行瀏覽  
SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 瀏覽完畢后置為軟引用         
<br>if(sr.get()!=null) {<br>}<br>  
    rev = (Browser) sr.get();           // 還沒(méi)有被回收器回收,直接獲取  
}else{  
    prev = new Browser();               // 由于內(nèi)存吃緊,所以對(duì)軟引用的對(duì)象回收了  
    sr = new SoftReference(prev);       // 重新構(gòu)建  
}  

這樣就很好的解決了實(shí)際的問(wèn)題。
軟引用可以和一個(gè)引用隊(duì)列(ReferenceQueue)聯(lián)合使用,如果軟引用所引用的對(duì)象被垃圾回收器回收,Java虛擬機(jī)就會(huì)把這個(gè)軟引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。

弱引用(WeakReference)

弱引用與軟引用的區(qū)別在于:只具有弱引用的對(duì)象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內(nèi)存區(qū)域的過(guò)程中,一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對(duì)象,不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否,都會(huì)回收它的內(nèi)存。不過(guò),由于垃圾回收器是一個(gè)優(yōu)先級(jí)很低的線程,因此不一定會(huì)很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對(duì)象。

String str=new String("abc");      
WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str);  
str=null;    

當(dāng)垃圾回收器進(jìn)行掃描回收時(shí)等價(jià)于:

str = null;  
System.gc();  

如果這個(gè)對(duì)象是偶爾的使用,并且希望在使用時(shí)隨時(shí)就能獲取到,但又不想影響此對(duì)象的垃圾收集,那么你應(yīng)該用 Weak Reference 來(lái)記住此對(duì)象。
下面的代碼會(huì)讓str再次變?yōu)橐粋€(gè)強(qiáng)引用:

String  abc = abcWeakRef.get();

弱引用可以和一個(gè)引用隊(duì)列(ReferenceQueue)聯(lián)合使用,如果弱引用所引用的對(duì)象被垃圾回收,Java虛擬機(jī)就會(huì)把這個(gè)弱引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。
當(dāng)你想引用一個(gè)對(duì)象,但是這個(gè)對(duì)象有自己的生命周期,你不想介入這個(gè)對(duì)象的生命周期,這時(shí)候你就是用弱引用。

這個(gè)引用不會(huì)在對(duì)象的垃圾回收判斷中產(chǎn)生任何附加的影響。

[java] view plain copy print?public class ReferenceTest {  
  
    private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>();  
  
    public static void checkQueue() {  
        Reference<? extends VeryBig> ref = null;  
        while ((ref = rq.poll()) != null) {  
            if (ref != null) {  
                System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);  
            }  
        }  
    }  
  
    public static void main(String args[]) {  
        int size = 3;  
        LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();  
        for (int i = 0; i < size; i++) {  
            weakList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));  
            System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast());  
  
        }  
  
        System.gc();   
        try { // 下面休息幾分鐘,讓上面的垃圾回收線程運(yùn)行完成  
            Thread.currentThread().sleep(6000);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        checkQueue();  
    }  
}  
  
class VeryBig {  
    public String id;  
    // 占用空間,讓線程進(jìn)行回收  
    byte[] b = new byte[2 * 1024];  
  
    public VeryBig(String id) {  
        this.id = id;  
    }  
  
    protected void finalize() {  
        System.out.println("Finalizing VeryBig " + id);  
    }  
}  
  
class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig> {  
    public String id;  
  
    public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) {  
        super(big, rq);  
        this.id = big.id;  
    }  
  
    protected void finalize() {  
        System.out.println("Finalizing VeryBigWeakReference " + id);  
    }  
}  

最后的輸出結(jié)果為:

Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@1641c0  
Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@136ab79  
Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@33c1aa  
Finalizing VeryBig Weak 2  
Finalizing VeryBig Weak 1  
Finalizing VeryBig Weak 0  
In queue: Weak 1  
In queue: Weak 2  
In queue: Weak 0  

幻想引用(虛引用)(PhantomReference)

“虛引用”顧名思義,就是形同虛設(shè),與其他幾種引用都不同,虛引用并不會(huì)決定對(duì)象的生命周期。如果一個(gè)對(duì)象僅持有虛引用,那么它就和沒(méi)有任何引用一樣,在任何時(shí)候都可能被垃圾回收器回收。

虛引用主要用來(lái)跟蹤對(duì)象被垃圾回收器回收的活動(dòng)。虛引用與軟引用和弱引用的一個(gè)區(qū)別在于:虛引用必須和引用隊(duì)列 (ReferenceQueue)聯(lián)合使用。當(dāng)垃圾回收器準(zhǔn)備回收一個(gè)對(duì)象時(shí),如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用,就會(huì)在回收對(duì)象的內(nèi)存之前,把這個(gè)虛引用加入到與之 關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中

總結(jié)

Java對(duì)象引用的級(jí)別由高到低依次為:

強(qiáng)引用 > 軟引用 > 弱引用 > 幻想引用(虛引用)

垃圾回收

通過(guò)表格來(lái)說(shuō)明一下,如下:

引用類型 被垃圾回收時(shí)間 用途 生存時(shí)間
強(qiáng)引用 從來(lái)不會(huì) 對(duì)象的一般狀態(tài) JVM停止運(yùn)行時(shí)終止
軟引用 在內(nèi)存不足時(shí) 對(duì)象緩存 內(nèi)存不足時(shí)終止
弱引用 在垃圾回收時(shí) 對(duì)象緩存 gc運(yùn)行后終止
虛引用 Unknown Unknown Unknown

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