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Java引用类型解析

07-20 17:35 220浏览
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Java中java对象引用有四种类型: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。

Java内存管理分为内存分配和内存回收,垃圾回收的机制主要是看对象是否有引用指向该对象。因此,Java提供这四种引用类型主要可以让程序员通过代码的方式决定某些对象的生命周期,同时有利于JVM进行垃圾回收。下面我们来分析一下java引用四种类型:

  • 强引用

Java中的引用,类似C语言中最难的指针,实际上就是创建一个对象并把这个对象赋给一个引用变量。通过引用,可以对堆中的对象进行操作。我们平常使用new操作符来创建的对象就是强引用对象,只要有一个引用存在,垃圾回收器永远不可能回收具有强引用的对象。

Object obj=new Object();

强引用可以直接访问目标对象。强引用的对象并不是永远不会被回收,需要把obj值为null,或者超出对象的生命周期之后,GC就有机会去回收它,具体什么时候回收要看GC。还有,这里的StrongReference只是一个对强引用的称呼,在java中并没有对应的实体类。举个例子:

 

public class Main {  

    public static void main(String[] args) {  

        new Main().fun1();  

    }  

      

    public void fun1() {  

        Object object = new Object();  

        Object[] objArr = new Object[1000];  

 }  

当运行至Object[] objArr = new Object[1000];这句时,如果内存不足,JVM会抛出OOM错误也不会回收object指向的对象。不过要注意的是,当fun1运行完之后,object和objArr都已经不存在了,所以它们指向的对象都会被JVM回收。在使用强引用的过程中还需要注意的是强引用可能导致内存泄漏。

二、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。如果一个对象具有软引用,内存空间足够,垃圾回收器就不会回收它。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。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,比如网页缓存、图片缓存等。使用软引用能防止内存泄露,增强程序的健壮性。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。另外,一旦垃圾线程回收该Java对象之后,get()方法将返回null。下面举个简单的例子:

 

MyObject aRef = new  MyObject();  

 

SoftReference aSoftRef=new SoftReference(aRef);  

此时,对于这个MyObject对象,有两个引用路径,一个是来自SoftReference对象的软引用,一个来自变量aReference的强引用,所以这个MyObject对象是强可及对象。

随即,我们可以结束aReference对这个MyObject实例的强引用:

 

aRef = null; 

 

此后,这个MyObject对象成为了软引用对象。如果垃圾收集线程进行内存垃圾收集,并不会因为有一个SoftReference对该对象的引用而始终保留该对象。

Java虚拟机的垃圾收集线程对软可及对象和其他一般Java对象进行了区别对待:软可及对象的清理是由垃圾收集线程根据其特定算法按照内存需求决定的。

也就是说,垃圾收集线程会在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前回收软可及对象,而且虚拟机会尽可能优先回收长时间闲置不用的软可及对象,对那些刚刚构建的或刚刚使用过的“新”软可反对象会被虚拟机尽可能保留。在回收这些对象之前,我们可以通过:

 name="code" class="java">MyObject anotherRef=(MyObject)aSoftRef.get(); 重新获得对该实例的强引用。而回收之后,调用get()方法就只能得到null了。

三、弱引用

弱引用是一种比软引用弱的引用类型。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,又称作幻象引用,如果一个对象具有虚引用,那么它和没有任何引用一样,被虚引用关联的对象引用通过get方法获取到的永远为null,也就是说这种对象在任何时候都有可能被垃圾回收器回收,通过这种方式关联的对象也无法调用对象中的方法。虚引用主要是用来管理堆外内存的,通过ReferenceQueue这个类实现,当一个对象被回收的时候,会向这个引用队列里面添加相关数据,给一个通知。

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 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;

}

对于强引用,我们平时在编写代码时经常会用到。而对于其他三种类型的引用,使用得最多的就是软引用和弱引用,这2种既有相似之处又有区别。它们都是用来描述非必需对象的,但是被软引用关联的对象只有在内存不足时才会被回收,而被弱引用关联的对象在JVM进行垃圾回收时总会被回收。

    在SoftReference类中,有三个方法,两个构造方法和一个get方法(WekReference类似):

两个构造方法:

 

public SoftReference(T referent) {  

    super(referent);  

    this.timestamp = clock;  

    }  

public SoftReference(T referent, ReferenceQueue q) {  

    super(referent, q);  

    this.timestamp = clock;  

    }  

 get方法用来获取与软引用关联的对象的引用,如果该对象被回收了,则返回null。

   在使用软引用和弱引用的时候,我们可以显示地通过System.gc()来通知JVM进行垃圾回收,但是要注意的是,虽然发出了通知,JVM不一定会立刻执行,也就是说这句是无法确保此时JVM一定会进行垃圾回收的。

在很多时候,一个对象并不是从根集直接引用的,而是一个对象被其他对象引用,甚至同时被几个对象所引用,从而构成一个以根集为顶的树形结构。

我们只有熟练掌握着四种引用类型,才能在java编程中得心应手,当然如果只靠本文是做不到的,必须更深入地了解和学习引用类型的知识。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”我们只有通过不断的编写过程中的实际运用,才能完全掌握java中的四种引用。

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