Java强软弱虚引用,只有体会过了,才能记住

Wesley13
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前言

以前学习强软弱虚引用的时候,只是走马观花看看博客,并没有自己写代码去实践、去证明,导致每次看完后,过不了多久就忘了。

后来下定决心,一定要自己敲敲代码,这样才能让印象更加深刻,古人云:纸上得来终觉浅绝知此事要躬行

Java中的四种引用

  • 强引用

  • 软引用

  • 弱引用

  • 虚引用

Java为什么要设计这四种引用

Java的内存分配和内存回收,都不需要程序员负责,都是由伟大的JVM去负责,一个对象是否可以被回收,主要看是否有引用指向此对象,说的专业点,叫可达性分析

Java设计这四种引用的主要目的有两个:

  • 可以让程序员通过代码的方式来决定某个对象的生命周期。

  • 有利于垃圾回收。

强引用

强引用是最普遍的一种引用,我们写的代码,99.9999%都是强引用:

Object o = new Object();

这种就是强引用了,是不是在代码中随处可见,最亲切。只要某个对象有强引用与之关联,这个对象永远不会被回收,即使内存不足,JVM宁愿抛出OOM,也不会去回收。

那么什么时候才可以被回收呢?当强引用和对象之间的关联被中断了,就可以被回收了。

我们可以手动把关联给中断了,方法也特别简单:

o = null;

我们可以手动调用GC,看看如果强引用和对象之间的关联被中断了,资源会不会被回收,为了更方便、更清楚的观察到回收的情况,我们需要新写一个类,然后重写finalize方法,下面我们来进行这个实验:

public class Student {   @Override   protected void finalize() throws Throwable {       System.out.println("Student 被回收了");   } }

public static void main(String[] args) {   Student student = new Student();   student = null;   System.gc(); }

运行结果:

Student 被回收了

可以很清楚的看到资源被回收了。

当然,在实际开发中,千万不要重写finalize方法

在实际的开发中,看到有一些对象被手动赋值为NULL,很大可能就是为了“特意提醒”JVM这块资源可以进行垃圾回收了。

软引用

下面先来看看如何创建一个软引用:

SoftReference<Student> studentSoftReference = new SoftReference<Student>(new Student());

软引用就是把对象用SoftReference包裹一下,当我们需要从软引用对象获得包裹的对象,只要get一下就可以了:

SoftReference<Student> studentSoftReference = new SoftReference<Student>(new Student()); Student student = studentSoftReference.get(); System.out.println(student);

软引用有什么特点呢:当内存不足,会触发JVM的GC,如果GC后,内存还是不足,就会把软引用的包裹的对象给干掉,也就是只有在内存不足,JVM才会回收该对象。

还是一样的,必须做实验,才能加深印象:

`SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024102410]);
System.out.println(softReference.get());
System.gc();
System.out.println(softReference.get());

byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 10];
System.out.println(softReference.get());
`

我定义了一个软引用对象,里面包裹了byte[],byte[]占用了10M,然后又创建了10Mbyte[]。

运行程序,需要带上一个参数:

-Xmx20M

代表最大堆内存是20M。

运行结果:

[B@11d7fff [B@11d7fff null

可以很清楚的看到手动完成GC后,软引用对象包裹的byte[]还活的好好的,但是当我们创建了一个10M的byte[]后,最大堆内存不够了,所以把软引用对象包裹的byte[]给干掉了,如果不干掉,就会抛出OOM。

软引用到底有什么用呢?比较适合用作缓存,当内存足够,可以正常的拿到缓存,当内存不够,就会先干掉缓存,不至于马上抛出OOM。

弱引用

弱引用的使用和软引用类似,只是关键字变成了WeakReference:

WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<byte[]>(new byte[1024*1024*10]); System.out.println(weakReference.get());

弱引用的特点是不管内存是否足够,只要发生GC,都会被回收:

WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<byte[]>(new byte[1]); System.out.println(weakReference.get()); System.gc(); System.out.println(weakReference.get());

运行结果:

[B@11d7fff null

可以很清楚的看到明明内存还很充足,但是触发了GC,资源还是被回收了。弱引用在很多地方都有用到,比如ThreadLocal、WeakHashMap。

虚引用

虚引用又被称为幻影引用,我们来看看它的使用:

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue(); PhantomReference<byte[]> reference = new PhantomReference<byte[]>(new byte[1], queue); System.out.println(reference.get());

虚引用的使用和上面说的软引用、弱引用的区别还是挺大的,我们先不管ReferenceQueue 是个什么鬼,直接来运行:

null

竟然打印出了null,我们来看看get方法的源码:

public T get() {     return null; }

这是几个意思,竟然直接返回了null。

这就是虚引用特点之一了:无法通过虚引用来获取对一个对象的真实引用。

那虚引用存在的意义是什么呢?这就要回到我们上面的代码了,我们把代码复制下,以免大家再次往上翻:

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue(); PhantomReference<byte[]> reference = new PhantomReference<byte[]>(new byte[1], queue); System.out.println(reference.get());

创建虚引用对象,我们除了把包裹的对象传了进去,还传了一个ReferenceQueue,从名字就可以看出它是一个队列。

虚引用的特点之二就是 虚引用必须与ReferenceQueue一起使用,当GC准备回收一个对象,如果发现它还有虚引用,就会在回收之前,把这个虚引用加入到与之关联的ReferenceQueue中。

我们来用代码实践下吧:

`ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
List<byte[]> bytes = new ArrayList<>();
PhantomReference reference = new PhantomReference(new Student(),queue);

new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 100;i++ ) {
        bytes.add(new byte[1024 * 1024]);
    }
}).start();

new Thread(() -> {
    while (true) {
        Reference poll = queue.poll();
        if (poll != null) {
            System.out.println("虚引用被回收了:" + poll);
        }
    }
}).start();

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
scanner.hasNext();
}
`

运行结果:

Student 被回收了 虚引用被回收了:java.lang.ref.PhantomReference@1ade6f1

我们简单的分析下代码:

第一个线程往集合里面塞数据,随着数据越来越多,肯定会发生GC。第二个线程死循环,从queue里面拿数据,如果拿出来的数据不是null,就打印出来。

从运行结果可以看到:当发生GC,虚引用就会被回收,并且会把回收的通知放到ReferenceQueue中。

虚引用有什么用呢?在NIO中,就运用了虚引用管理堆外内存。

来源于:https://juejin.im/post/6844904085091516430

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Java强软弱虚引用,只有体会过了,才能记住

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