JAVA四种引用(强引用,弱引用,软引用,虚引用)

JAVA四种引用(强引用,弱引用,软引用,虚引用)

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参考:
Java 的强引用、弱引用、软引用、虚引用
四种引用类型及引用队列

总结:

强引用(StrongReference):

效果:存在强引用的对象,不会被JVM回收。
回收:当所有的强引用都断开后,在JVM进行垃圾回收时,该对象会被回收。

// 强引用  
String str = new String("Reference");  

// 置空  
obj = null;  
// 指向另一对象  
obj= newObject();  

软应用(SoftReference):

效果:存在软引用的对象,在内存不足时,才会被JVM回收。
应用:缓存数据,提高数据的获取速度。

// 软引用:缓存数据  
SoftReference sr = newSoftReference(new String("CacheData"));  
  
// 获取数据  
String str = sr.get();  
  
// 断开强引用  
str= null; 

弱引用(WeakReference):

效果:存在弱引用的对象,每次JVM进行垃圾回收时,该对象都会被回收。
应用:短时间缓存某些次要数据。

// 弱引用  
WeakReference wr = newWeakReference(new String("CacheData"));  
  
// 获取数据  
String str = wr.get();  
  
// 断开强引用  
str= null;  
   
// 弱引用Map  
WeakHashMap whm = new WeakHashMap();  

虚引用(PhantomReference):

效果:相当于无引用,使对象无法被使用,必须与引用队列配合使用。
应用:使对象进入不可用状态,等待下次JVM垃圾回收,从而使对象进入引用列队中

// 引用队列  
ReferenceQueue rq = newReferenceQueue();  
  
// 幽灵引用  
PhantomReference pr = newPhantomReference(new String(""),rq);  
  
// 永远为null(幽灵引用相当于无引用)  
System.out.println(pr.get());  

引用队列(ReferenceQueue):

效果:引用队列可以配合软引用、弱引用及幽灵引用使用,当引用的对象将要被JVM回收时,会将其加入到引用队列中。
应用:通过引用队列可以了解JVM垃圾回收情况。

// 引用队列  
ReferenceQueue rq = newReferenceQueue();  
   
// 软引用  
SoftReference sr = newSoftReference(new String("Soft"),rq);  
// 弱引用  
WeakReference wr = newWeakReference(new String("Weak"),rq);  
// 幽灵引用  
PhantomReference pr = newPhantomReference(new String("Phantom"),rq);  
   
// 从引用队列中弹出一个对象引用  
Reference ref = rq.poll(); 

详情:

强引用

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用,那垃圾回收器绝不会回收它。如下:

Object o=new Object();   //  强引用

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的问题。如果不使用时,要通过如下方式来弱化引用,如下:

o=null;     // 帮助垃圾收集器回收此对象

显式地设置o为null,或超出对象的生命周期范围,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。
举例:

public void test(){
    Object o=new Object();
    // 省略其他操作
}

在一个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o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。

强引用在实际中有非常重要的用处,举个ArrayList的实现源代码:在ArrayList类中定义了一个私有的变量elementData数组,在调用方法清空数组时可以看到为每个数组内容赋值为null。不同于elementData=null,强引用仍然存在,避免在后续调用 add()等方法添加元素时进行重新的内存分配。使用如clear()方法中释放内存的方法对数组中存放的引用类型特别适用,这样就可以及时释放内存。

private transient Object[] elementData;
public void clear() {
        modCount++;
        // Let gc do its work
        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;
        size = 0;
}

软引用

如果一个对象只具有软引用,则内存空间足够,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

String str=new String("abc");                                     // 强引用
SoftReference softRef=new SoftReference(str);     // 软引用

当内存不足时,等价于:

If(JVM.内存不足()) {
   str = null;  // 转换为软引用
   System.gc(); // 垃圾回收器进行回收
}

应用:
软引用在实际中有重要的应用,例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

Browser prev = new Browser();               // 获取页面进行浏览
SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用        
if(sr.get()!=null){ 
    rev = (Browser) sr.get();           // 还没有被回收器回收,直接获取
}else{
    prev = new Browser();               // 由于内存吃紧,所以对软引用的对象回收了
    sr = new SoftReference(prev);       // 重新构建
}

弱引用

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。

// 弱引用  
WeakReference wr = newWeakReference(new String("CacheData"));  
  
// 获取数据  
String str = wr.get();  
  
// 断开强引用  
str= null;  
   
// 弱引用Map  
WeakHashMap whm = new WeakHashMap();  
String str=new String("abc");    
WeakReference abcWeakRef = new WeakReference(str);
str=null;

当垃圾回收器进行扫描回收时等价于:

str = null;
System.gc();

虚引用

“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器回收。

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。

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