Java 强引用、软引用、弱引用、虚引用(幻引用)详解

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一、概述

众所周知,Java 中是 JVM 负责内存的分配和回收,这是它的优点(使用方便,程序不用再像使用 c 那样操心内存),但同时也是它的缺点(不够灵活)。为了解决内存操作不灵活这个问题,可以采用软引用等方法。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

在 JDK1.2 以前的版本中,当一个对象不被任何变量引用,那么程序就无法再使用这个对象。也就是说,只有对象处于可触及状态,程序才能使用它。这就像在日常生活中,从商店购买了某样物品后,如果有用,就一直保留它,否则就把它扔到垃圾箱,由清洁工人收走。一般说来,如果物品已经被扔到垃圾箱,想再把它捡回来使用就不可能了。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

但有时候情况并不这么简单,你可能会遇到类似鸡肋一样的物品,食之无味,弃之可惜。这种物品现在已经无用了,保留它会占空间,但是立刻扔掉它也不划算,因为也许将来还会派用场。对于这样的可有可无的物品,一种折衷的处理办法是:如果家里空间足够,就先把它保留在家里,如果家里空间不够,即使把家里所有的垃圾清除,还是无法容纳那些必不可少的生活用品,那么再扔掉这些可有可无的物品。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

从 JDK1.2 版本开始,把对象的引用分为四种级别,从而使程序能更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为: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。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

二、详解

1、强引用

以前我们使用的大部分引用实际上都是强引用,这是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用,那就类似于必不可少的生活用品,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问题。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

我们可以将对象显示的赋值为 null,则 gc 认为该对象不存在引用,这时就可以回收这个对象。具体什么时候收集这要取决于 gc 的算法。也就是说方法的内部有一个强引用,这个引用保存在栈中,而真正的引用内容(Object)保存在堆中。当这个方法运行完成后就会退出方法栈,则引用内容的引用不存在,这个 Object 会被回收。 但是如果这个对象是全局的变量时,就需要在不用这个对象时赋值为 null,因为强引用不会被垃圾回收。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

我们来看下 Arraylist 中的 clear 方法文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

/**
 * Removes all of the elements from this list.  The list will
 * be empty after this call returns.
 */
public void clear() {
    modCount++;

    // clear to let GC do its work
    for (int i = 0; i < size; i++)
        elementData[i] = null;

    size = 0;
}

2、软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用,那就类似于可有可物的生活用品。如果内存空间足够,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,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。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

public class TestSoftReference {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");
        Object object = new Object();
        SoftReference<Object> sr = new SoftReference<Object>(object);
        object = null;
        if (sr != null) {
            object = sr.get();
            if (jvm.OutOfMemory()) { //jvm内存不足时
                object = null; // 转换为软引用
                System.gc(); // 垃圾回收器进行回收
            }
        } else {
            object = new Object();
            sr = new SoftReference<Object>(object);
            System.out.println(sr); //输出对象 java.lang.ref.SoftReference@511d50c0
        }
        
        System.out.println(object); //输出null
        System.out.println("end...");
    }
}

class Object {
    int[] object;
    public Object() {
        object = new int[100000000];
    }
}

3、弱引用(WeakReference)

如果一个对象只具有弱引用,那就类似于可有可物的生活用品。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。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

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。 如:文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

WeakReference<String> sr = new WeakReference<String>(new String("hello"));
System.out.println(sr.get());
System.gc(); // 手工模拟JVM的gc进行垃圾回收
System.out.println(sr.get());

结果输出:文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

hello null文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

这说明只要 JVM 进行垃圾回收,被弱引用关联的对象必定会被回收掉。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

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。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。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。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。程序如果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。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

特别注意,在世纪程序设计中一般很少使用弱引用与虚引用,使用软用的情况较多,这是因为软引用可以加速 JVM 对垃圾内存的回收速度,可以维护系统的运行安全,防止内存溢出(OutOfMemory)等问题的产生。文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

Object obj = new Object();
ReferenceQueue<Object> rq = new ReferenceQueue<Object>();
PhantomReference<Object> pf = new PhantomReference<Object>(obj,rq);
obj=null;
System.out.println(pf.get()); // 永远返回null
System.out.println(pf.isEnqueued()); // 返回是否从内存中已经删除
System.gc();
TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
System.out.println(pf.isEnqueued());

结果输出:文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

null false true文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

三、总结

引用类型文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

被垃圾回收时间文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

用途文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

生存时间文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

强引用文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

从来不会文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

对象的一般状态文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

JVM停止运行时终止文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

软引用文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

在内存不足时文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

对象缓存文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

内存不足时终止文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

弱引用文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

在垃圾回收时文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

对象缓存文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

gc运行后终止文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

虚引用文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

Unknown文章源自懂站帝-http://www.sfdkj.com/13936.html

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  • 本文由 发表于 2022年6月9日 22:26:27
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