強軟弱虛引用,只有體會過了,才能記住


以前學習強軟弱虛引用的時候,只是走馬觀花看看博客,並沒有自己寫代碼去實踐、去證明,導致每次看完后,過不了多久就忘了,后來下定決心,一定要自己敲敲代碼,這樣才能讓印象更加深刻,古人雲:紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。

Java中的四種引用

Java中有四種引用類型:強引用、軟引用、弱引用、虛引用。

Java為什么要設計這四種引用

Java的內存分配和內存回收,都不需要程序員負責,都是由偉大的JVM去負責,一個對象是否可以被回收,主要看是否有引用指向此對象,說的專業點,叫可達性分析。

Java設計這四種引用的主要目的有兩個:

  1. 可以讓程序員通過代碼的方式來決定某個對象的生命周期;
  2. 有利於垃圾回收。

強引用

強引用是最普遍的一種引用,我們寫的代碼,99.9999%都是強引用:

Object o = new Object();

這種就是強引用了,是不是在代碼中隨處可見,最親切。
只要某個對象有強引用與之關聯,這個對象永遠不會被回收,即使內存不足,JVM寧願拋出OOM,也不會去回收。

那么什么時候才可以被回收呢?當強引用和對象之間的關聯被中斷了,就可以被回收了。

我們可以手動把關聯給中斷了,方法也特別簡單:

        o = null;

我們可以手動調用GC,看看如果強引用和對象之間的關聯被中斷了,資源會不會被回收,為了更方便、更清楚的觀察到回收的情況,我們需要新寫一個類,然后重寫finalize方法,下面我們來進行這個實驗:

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();
}

運行結果:

Student 被回收了

可以很清楚的看到資源被回收了。

當然,在實際開發中,千萬不要重寫finalize方法

在實際的開發中,看到有一些對象被手動賦值為NULL,很大可能就是為了“特意提醒”JVM這塊資源可以進行垃圾回收了。

軟引用

下面先來看看如何創建一個軟引用:

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

軟引用就是把對象用SoftReference包裹一下,當我們需要從軟引用對象獲得包裹的對象,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);

軟引用有什么特點呢:
當內存不足,會觸發JVM的GC,如果GC后,內存還是不足,就會把軟引用的包裹的對象給干掉,也就是只有在內存不足,JVM才會回收該對象。

還是一樣的,必須做實驗,才能加深印象:

        SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*10]);
        System.out.println(softReference.get());
        System.gc();
        System.out.println(softReference.get());

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

我定義了一個軟引用對象,里面包裹了byte[],byte[]占用了10M,然后又創建了10Mbyte[]。

運行程序,需要帶上一個參數:

-Xmx20M

代表最大堆內存是20M。

運行結果:

[B@11d7fff
[B@11d7fff
null

可以很清楚的看到手動完成GC后,軟引用對象包裹的byte[]還活的好好的,但是當我們創建了一個10M的byte[]后,最大堆內存不夠了,所以把軟引用對象包裹的byte[]給干掉了,如果不干掉,就會拋出OOM。

軟引用到底有什么用呢?比較適合用作緩存,當內存足夠,可以正常的拿到緩存,當內存不夠,就會先干掉緩存,不至於馬上拋出OOM。

弱引用

弱引用的使用和軟引用類似,只是關鍵字變成了WeakReference:

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

弱引用的特點是不管內存是否足夠,只要發生GC,都會被回收:

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

運行結果:

[B@11d7fff
null

可以很清楚的看到明明內存還很充足,但是觸發了GC,資源還是被回收了。
弱引用在很多地方都有用到,比如ThreadLocal、WeakHashMap。

虛引用

虛引用又被稱為幻影引用,我們來看看它的使用:

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

虛引用的使用和上面說的軟引用、弱引用的區別還是挺大的,我們先不管ReferenceQueue 是個什么鬼,直接來運行:

null

竟然打印出了null,我們來看看get方法的源碼:

    public T get() {
        return null;
    }

這是幾個意思,竟然直接返回了null。

這就是虛引用特點之一了:無法通過虛引用來獲取對一個對象的真實引用。

那虛引用存在的意義是什么呢?這就要回到我們上面的代碼了,我們把代碼復制下,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());

創建虛引用對象,我們除了把包裹的對象傳了進去,還傳了一個ReferenceQueue,從名字就可以看出它是一個隊列。

虛引用的特點之二就是 虛引用必須與ReferenceQueue一起使用,當GC准備回收一個對象,如果發現它還有虛引用,就會在回收之前,把這個虛引用加入到與之關聯的ReferenceQueue中。

我們來用代碼實踐下吧:

        ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
        List<byte[]> bytes = new ArrayList<>();
        PhantomReference<Student> reference = new PhantomReference<Student>(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("虛引用被回收了:" + poll);
                }
            }
        }).start();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        scanner.hasNext();
    }

運行結果:

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

我們簡單的分析下代碼:
第一個線程往集合里面塞數據,隨着數據越來越多,肯定會發生GC。
第二個線程死循環,從queue里面拿數據,如果拿出來的數據不是null,就打印出來。

從運行結果可以看到:當發生GC,虛引用就會被回收,並且會把回收的通知放到ReferenceQueue中。

虛引用有什么用呢?在NIO中,就運用了虛引用管理堆外內存。

以上就是這篇博客的所有內容了。


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