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Java--引用类型--强引用、软引用、弱引用、虚引用--区别/使用/实例


简介

说明

        本文用示例介绍Java中的引用类型的区别及使用。

        从JDK 1.2版本开始,对象的引用被划分为4种级别,由高到低依次为:强引用、软引用、弱引用和虚引用。

        本内容也是Java后端面试常见的问题。

为什么分为四种引用类型?

Java设计这四种引用的主要目的有两个:


  1. 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
  2. 有利于垃圾回收

引用类型简介


  • 强引用

  • 强引用是使用最普遍的引用,我们写的代码,99.9999%都是强引用
  • 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。

  • 软引用

  • 只有在内存不足时,JVM才会回收该对象。
  • 当内存不足时,会触发JVM的GC,如果GC后,内存还是不足,就会把软引用包裹的对象给干掉。

  • 弱引用
  • 不管内存是否足够,只要发生GC,弱引用就会被回收。
  • 虚引用

  • 无法通过虚引用来获取对一个对象的真实引用。
  • 虚引用必须与ReferenceQueue一起使用。当GC准备回收一个对象时,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。


强引用

简介

        强引用是使用最普遍的引用,我们写的代码,99.9999%都是强引用。

        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。

        强引用写法:Object o = new Object();

        让强引用的对象被回收的写法:o = null;

代码实例

用代码展示回收强引用的对象。

finalize方法在垃圾回收的时候会被调用。

package com.example.a;

class User{
@Override
protected void finalize() {
System.out.println("User 被回收了");
}
}

public class Demo {
public static void main(String[] args) {
User user = new User();
user = null;
System.gc();
}
}

结果

User 被回收了

总结


  1. 可以看到资源被回收了。
  2. 在实际开发中,不要重写finalize方法
  3. 在实际开发中,若看到有对象被手动赋值为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

简介

说明

        只有在内存不足时,JVM才会回收该对象。

        当内存不足时,会触发JVM的GC,如果GC后,内存还是不足,就会把软引用包裹的对象给干掉。

应用场景:

        软引用主要用于缓存:当内存足够时,可以正常的拿到缓存,当内存不够时,就会先干掉缓存,不至于马上抛出OOM。

        比如:浏览器的后退按钮。按后退时,这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢?这就要看具体的实现策略了。


  1. 如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收,则按后退查看前面浏览过的页面时,需要重新构建;
  2. 如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费,甚至会造成内存溢出。

这时候就可以使用软引用,很好的解决了实际的问题:

// 获取浏览器对象进行浏览
Browser browser = new Browser();
// 从后台程序加载浏览页面
BrowserPage page = browser.getPage();
// 将浏览完毕的页面置为软引用
SoftReference softReference = new SoftReference(page);

// 回退或者再次浏览此页面时
if(softReference.get() != null) {
// 内存充足,还没有被回收器回收,直接获取缓存
page = softReference.get();
} else {
// 内存不足,软引用的对象已经回收
page = browser.getPage();
// 重新构建软引用
softReference = new SoftReference(page);
}

代码实例

代码写法

创建一个软引用:

SoftReference<User> softReference = new SoftReference<User>(new User());

从软引用对象获得包裹的对象:

User User = softReference.get();
System.out.println(User);

实例:用代码展示回收软引用的对象

定义一个软引用对象,里面包裹了byte[],byte[]占用了10M,然后又创建了10Mbyte[]。

package com.example.a;

import java.lang.ref.SoftReference;

public class Demo {
public static void main(String[] args) {
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());
}
}

执行结果

[B@1b6d3586
[B@1b6d3586
[B@1b6d3586

现在我们手动制造内存不足:设置最大堆大小为15M:-Xmx15m

法1:先编译程序,再java -Xmx15m xxx

法2:Idea指定参数

Java--引用类型--强引用、软引用、弱引用、虚引用--区别/使用/实例_java

Java--引用类型--强引用、软引用、弱引用、虚引用--区别/使用/实例_spring cloud_02

执行结果

[B@1b6d3586
[B@1b6d3586
null

 结论

        手动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JVM把软引用对象包裹的byte[]给干掉了。

弱引用

简介

说明

不管内存是否足够,只要发生GC,弱引用就会被回收。

使用场景

        若引用主要用于缓存:当没有发生GC时,可以正常的拿到缓存,当发生GC时,就会先干掉缓存,不至于马上抛出OOM。

        JDK里对弱引用的使用:​​ThreadLocal​​、WeakHashMap。

        如果一个对象是偶尔(很少)的使用,并且希望在使用时随时就能获取到,但又不想影响此对象的垃圾收集,就可以使用弱引用。

代码实例

代码写法

弱引用的使用和软引用类似,只是关键字变成了WeakReference

创建一个软引用:

WeakReference<User> weakReference = new WeakReference<User>(new User());

从软引用对象获得包裹的对象:

User User = weakReference.get();
System.out.println(User);

实例:用代码展示回收弱引用的对象

package com.example.a;

import java.lang.ref.WeakReference;

public class Demo {
public static void main(String[] args) {
WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<byte[]>(new byte[1]);
System.out.println(weakReference.get());
System.gc();
System.out.println(weakReference.get());
}
}

 结果

[B@1b6d3586
null

结论

不管内存是否足够,只要发生GC,弱引用就会被回收。

虚引用

简介

说明

        无法通过虚引用来获取对一个对象的真实引用。

        虚引用必须与ReferenceQueue一起使用。当GC准备回收一个对象时,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。

使用场景

        虚引用​主要用来​跟踪对象​被垃圾回收器​回收​的活动。

        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进行​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。

        NIO运用了虚引用管理堆外内存。

代码实例

简单实例

package com.example.a;

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;

public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference<byte[]> reference = new PhantomReference<byte[]>(new byte[1], queue);
System.out.println(reference.get());
}
}

结果

null

看源码:竟然直接返回了null。

Java--引用类型--强引用、软引用、弱引用、虚引用--区别/使用/实例_分布式_03

这就是虚引用特点之一:无法通过虚引用来获取对一个对象的真实引用。 

实例:用代码展示回收弱引用的对象

package com.example.a;

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.Reference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

class User {
@Override
protected void finalize() {
System.out.println("User 被回收了");
}
}

public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
List<byte[]> bytes = new ArrayList<>();
PhantomReference<User> phantomReference = new PhantomReference<User>(new User(), 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();
}
}

我们手动制造内存不足:设置最大堆大小为15M:-Xmx15m

结果:

User 被回收了
Exception in thread "Thread-0" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at com.example.a.Demo.lambda$main$0(Demo.java:24)
at com.example.a.Demo$$Lambda$1/2003749087.run(Unknown Source)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
虚引用被回收了:java.lang.ref.PhantomReference@2c4772fc

其他网址

​​​​

​​理解Java的强引用、软引用、弱引用和虚引用​​

《JAVA开发实战经典》=> 23.5 引用类型


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