06.01 「每日知识点」Java对象引用之强引用、软引用、弱引用、虚引用

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Java 的对象是位于 heap 中的,heap 中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱、和虚。对于对象是属于哪种可及的对象,由他的最强的引用决定。这4种级别由高到低依次为:

  • 强引用(StrongReference)

我们天天写代码用的就是强引用。如果一个对象被拥有强引用,那么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,也不会回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。

代码:

String java=new String("java 全栈技术"); //1

SoftReference<string> softRef=new SoftReference<string>(java); //2/<string>/<string>

WeakReference<string> weakRef = new WeakReference<string>(java); //3/<string>/<string>

java=null; //4

softRef.clear();//5

第一行在 heap 堆中创建内容为“java 全栈技术”的对象,java持有了这个对象的存储地址的引用,建立 了java到该对象的强引用,该对象是强可及的。

第二行和第三行分别建立对 heap 中对象的软引用和弱引用,此时 heap 中的 java 对象已经有 3 个引用,显然此时 java 对象仍是强可及的。

第四行之后 heap 中对象不再是强可及的,变成软可及的。

第五行执行之后变成弱可及的。

  • 软引用(SoftReference)

若一个对象只具有软引用,当内存空间足够,垃圾回收器就不会回收它。一旦内存空间不足,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。

软引用主要用于内存敏感的高速缓存。在 jvm 报告内存不足之前会清除所有的软引用,这样以来 gc 就有可能收集软可及的对象,解决内存不足问题,避免内存溢出。

当 gc 决定要收集软引用时执行以下过程,以上面的 softRef 为例:

  1. 将 softRef 的 referent(java)设置为 null,不再引用 heap 中的 new String("java 全栈技术")对象。
  2. 将 heap 中的 new String("java 全栈技术")对象设置为可结束的(finalizable)。
  3. 当 heap 中的 new String("java 全栈技术")对象的 finalize()方法被运行而且该对象占用的内存被释放, softRef被添加到它的 ReferenceQueue(如果有)中。

被 Soft Reference 指到的对象,即使没有任何 Direct Reference,也不会被清除。一直要到 JVM 内存不足且没有 Direct Reference 时才会清除,SoftReference 是用来设计 object-cache 之用的。这样SoftReference 即可以把对象 cache 起来,还能避免造成内存不足的错误 (OutOfMemoryError)。

  • 弱引用(WeakReference)

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,无论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。

弱引用可以用来实现一些规范化映射,如WeakHashMap,当key或者value不再被引用时可以自动被回收。

  • 虚引用(PhantomReference)

虚引用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。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

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。

注:对 ReferenceQueue 软引用和弱引用可有可无,但是虚引用必须有。

下面通过一张表格来说明它们的回收时间、用途

「每日知识点」Java对象引用之强引用、软引用、弱引用、虚引用

虽然这些东西平时基本上用不到,但我们都必须了解这些机制,对个人的知识面及拓展是非常有帮助的。


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