java中提供了四个级别的引用:
强引用(Final Reference)
软引用(Soft Reference)
弱引用(Weak Reference)
虚引用(Phantom Reference)
这四个引用定义在java.lang.ref的包下
强引用( Final Reference ) 就是指在程序代码中普遍存在的,类似Object obj = new Object()这类的引用,只要强引用还存在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。 强引用具备以下三个个特点:
1.强引用可以直接访问目标对象; 2.强引用锁指向的对象在任何时候都不会被系统回收。JVM宁愿抛出OOM异常也不回收强引用所指向的对象; 3.强应用可能导致内存泄露;
整个FinalReference类的定义如下
1 2 3 4 5 6 7 package java.lang.ref;class FinalReference <T > extends Reference <T > { public FinalReference (T referent, ReferenceQueue<? super T> q) { super (referent, q); } }
从类定义中可以看出,只有一个构造函数,根据所给的对象的引用和引用队列构造一个强引用。
软引用( Soft Reference ) 是用来描述一些还有用但并非必须的对象。对于软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出异常之前,将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。 对于软引用关联着的对象,如果内存充足,则垃圾回收器不会回收该对象,如果内存不够了,就会回收这些对象的内存。在 JDK 1.2 之后,提供了 SoftReference 类来实现软引用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收,Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。 案例:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 import java.lang.ref.Reference;import java.lang.ref.ReferenceQueue;import java.lang.ref.SoftReference;public class SoftRefTest { private static ReferenceQueue<MyObject> softQueue = new ReferenceQueue<>(); public static class MyObject { @Override protected void finalize () throws Throwable { super .finalize(); System.out.println("MyObject's finalize called" ); } @Override public String toString () { return "I am MyObject" ; } } public static class CheckRefQueue implements Runnable { Reference<MyObject> obj = null ; @Override public void run () { try { obj = (Reference<MyObject>)softQueue.remove(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (obj != null ) { System.out.println("Object for SoftReference is " +obj.get()); } } } public static void main (String[] args) { MyObject object = new MyObject(); SoftReference<MyObject> softRef = new SoftReference<>(object,softQueue); new Thread(new CheckRefQueue()).start(); object = null ; System.gc(); System.out.println("After GC: Soft Get= " +softRef.get()); System.out.println("分配大块内存" ); byte [] b = new byte [5 *1024 *928 ]; System.out.println("After new byte[]:Soft Get= " +softRef.get()); System.gc(); } }
运行参数1:-Xmx5M
运行结果1:
1 2 3 4 5 After GC: Soft Get= I am MyObject 分配大块内存 MyObject's finalize called Object for SoftReference is null After new byte[]:Soft Get= null
运行参数2:
-Xmx5M -XX:PrintGCDetails
运行结果2(关于GC日志可以查看《Java堆内存http://blog.csdn.net/u013256816/article/details/50764532》):
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [GC [PSYoungGen: 680K->504K(2560K)] 680K->512K(6144K), 0.0040658 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC [PSYoungGen: 504K->0K(2560K)] [ParOldGen: 8K->482K(3584K)] 512K->482K(6144K) [PSPermGen: 2491K->2490K(21504K)], 0.0188479 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.02 secs] After GC: Soft Get= I am MyObject 分配大块内存 [GC [PSYoungGen: 123K->64K(2560K)] 605K->546K(7680K), 0.0004285 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [GC [PSYoungGen: 64K->64K(2560K)] 546K->546K(7680K), 0.0003019 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC [PSYoungGen: 64K->0K(2560K)] [ParOldGen: 482K->482K(4608K)] 546K->482K(7168K) [PSPermGen: 2493K->2493K(21504K)], 0.0094748 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs] [GC [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] 482K->482K(7680K), 0.0003759 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] [ParOldGen: 482K->472K(5120K)] 482K->472K(7680K) [PSPermGen: 2493K->2493K(21504K)], 0.0101017 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.01 secs] MyObject's finalize called Object for SoftReference is null After new byte[]:Soft Get= null [GC [PSYoungGen: 122K->32K(2560K)] 5235K->5144K(7680K), 0.0004806 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC [PSYoungGen: 32K->0K(2560K)] [ParOldGen: 5112K->5112K(5120K)] 5144K->5112K(7680K) [PSPermGen: 2493K->2493K(21504K)], 0.0136270 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.01 secs] Heap PSYoungGen total 2560K, used 20K [0x00000000ffd00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) eden space 2048K, 1% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffd05250,0x00000000fff00000) from space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000) to space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000) ParOldGen total 5120K, used 5112K [0x00000000ff800000, 0x00000000ffd00000, 0x00000000ffd00000) object space 5120K, 99% used [0x00000000ff800000,0x00000000ffcfe188,0x00000000ffd00000) PSPermGen total 21504K, used 2500K [0x00000000fa600000, 0x00000000fbb00000, 0x00000000ff800000) object space 21504K, 11% used [0x00000000fa600000,0x00000000fa871190,0x00000000fbb00000)
加入 -XX:PrintGCDetails参数运行可以更形象的看到GC回收的细节。 这个案例1中,首先构造MyObject对象,并将其赋值给object变量,构成强引用。然后使用SoftReference构造这个MyObject对象的软引用softRef,并注册到softQueue引用队列。当softRef被回收时,会被加入softQueue队列。设置obj=null,删除这个强引用,因此,系统内对MyObject对象的引用只剩下软引用。此时,显示调用GC,通过软引用的get()方法,取得MyObject对象的引用,发现对象并未被回收,这说明GC在内存充足的情况下,不会回收软引用对象。 接着,请求一块大的堆空间51024 928,这个操作会使系统堆内存使用紧张,从而产生新一轮的GC。在这次GC后,softRef.get()不再返回MyObject对象,而是返回null,说明在系统内存紧张的情况下,软引用被回收。软引用被回收时,会被加入注册的引用队列。 如果将上面案例中的数组再改大点,比如51024 1024,就会抛出OOM异常:
1 2 3 4 5 6 After GC: Soft Get= I am MyObject 分配大块内存 MyObject's finalize called Object for SoftReference is null Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at collections.ref.SoftRefTest.main(SoftRefTest.java:58)
软引用主要应用于内存敏感的高速缓存,在android系统中经常使用到。一般情况下,Android应用会用到大量的默认图片,这些图片很多地方会用到。如果每次都去读取图片,由于读取文件需要硬件操作,速度较慢,会导致性能较低。所以我们考虑将图片缓存起来,需要的时候直接从内存中读取。但是,由于图片占用内存空间比较大,缓存很多图片需要很多的内存,就可能比较容易发生OutOfMemory异常。这时,我们可以考虑使用软引用技术来避免这个问题发生。SoftReference可以解决oom的问题,每一个对象通过软引用进行实例化,这个对象就以cache的形式保存起来,当再次调用这个对象时,那么直接通过软引用中的get()方法,就可以得到对象中中的资源数据,这样就没必要再次进行读取了,直接从cache中就可以读取得到,当内存将要发生OOM的时候,GC会迅速把所有的软引用清除,防止oom发生。
弱引用( Weak Reference ) 用来描述非必须的对象,但是它的强度比软引用更弱一些,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发送之前。当垃圾收集器工作时,无论当前内存是否足够,都会回收掉只被弱引用关联的对象。一旦一个弱引用对象被垃圾回收器回收,便会加入到一个注册引用队列中。 我们略微修改一下案例1的代码,如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 package collections.ref; import java.lang.ref.Reference; import java.lang.ref.ReferenceQueue; import java.lang.ref.WeakReference; public class WeakRefTest { private static ReferenceQueue<MyObject> weakQueue = new ReferenceQueue<>(); public static class MyObject{ @Override protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); System.out.println("MyObject's finalize called"); } @Override public String toString() { return "I am MyObject"; } } public static class CheckRefQueue implements Runnable { Reference<MyObject> obj = null; @Override public void run() { try { obj = (Reference<MyObject>)weakQueue.remove(); //阻塞等待 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if(obj != null) { System.out.println("删除的弱引用为:"+obj+" but获取弱引用的对象obj.get()="+obj.get()); } } } public static void main(String[] args) { MyObject object = new MyObject(); Reference<MyObject> weakRef = new WeakReference<>(object,weakQueue); System.out.println("创建的弱引用为:"+weakRef); new Thread(new CheckRefQueue()).start(); object = null; System.out.println("Before GC: Weak Get= "+weakRef.get()); System.gc(); System.out.println("After GC: Weak Get= "+weakRef.get()); } }
不加参数运行结果:
1 2 3 4 5 创建的弱引用为:java.lang.ref.WeakReference@29e07 d3e Before GC: Weak Get= I am MyObject After GC: Weak Get= null MyObject's finalize called 删除的弱引用为:java.lang.ref.WeakReference@29e07d3e but获取弱引用的对象obj.get()=null
可以看到,在GC之前,弱引用对象并未被垃圾回收器发现,因此通过 weakRef.get()可以获取对应的对象引用。但是只要进行垃圾回收,弱引用一旦被发现,便会立即被回收,并加入注册引用队列中。此时再试图通过weakRef.get()获取对象的引用就会失败。
软引用、弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据。如果这么做,当系统内存不足时,这些缓存数据会被回收,不会导致内存溢出。而当内存资源充足时,这些缓存数据又可以存在相当长的时间,从而起来加速系统的作用。
虚引用(Phantom Reference)
虚引用(Phantom Reference) 虚引用也称为幽灵引用或者幻影引用,它是最弱的一种引用关系。一个持有虚引用的对象,和没有引用几乎是一样的,随时都有可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时,总是会失败。并且,虚引用必须和引用队列一起使用,它的作用在于跟踪垃圾回收过程。 虚引用中get方法的实现如下:
1 2 3 public T get () { return null ; }
可以看到永远返回null. 我们再来修改一下案例1的代码:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 package collections.ref;import java.lang.ref.PhantomReference;import java.lang.ref.Reference;import java.lang.ref.ReferenceQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class PhantomRefTest { private static ReferenceQueue<MyObject> phanQueue = new ReferenceQueue<>(); public static class MyObject { @Override protected void finalize () throws Throwable { super .finalize(); System.out.println("MyObject's finalize called" ); } @Override public String toString () { return "I am MyObject" ; } } public static class CheckRefQueue implements Runnable { Reference<MyObject> obj = null ; @Override public void run () { try { obj = (Reference<MyObject>)phanQueue.remove(); System.out.println("删除的虚引用为:" +obj+" but获取虚引用的对象obj.get()=" +obj.get()); System.exit(0 ); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main (String[] args) throws InterruptedException { MyObject object = new MyObject(); Reference<MyObject> phanRef = new PhantomReference<>(object,phanQueue); System.out.println("创建的虚引用为:" +phanRef); new Thread(new CheckRefQueue()).start(); object = null ; TimeUnit.SECONDS.sleep(1 ); int i =1 ; while (true ) { System.out.println("第" +i+++"次gc" ); System.gc(); TimeUnit.SECONDS.sleep(1 ); } } }
运行结果:
1 2 3 4 5 创建的虚引用为:java.lang.ref.PhantomReference@3a6646fc 第1次gc MyObject's finalize called 第2次gc 删除的虚引用为:java.lang.ref.PhantomReference@3a6646fc but获取虚引用的对象obj.get()=null
可以看到,再经过一次GC之后,系统找到了垃圾对象,并调用finalize()方法回收内存,但没有立即加入回收队列。第二次GC时,该对象真正被GC清楚,此时,加入虚引用队列。 虚引用的最大作用在于跟踪对象回收,清理被销毁对象的相关资源。 通常当对象不被使用时,重载该对象的类的finalize方法可以回收对象的资源。但是如果使用不慎,会使得对象复活,譬如这么编写finalize方法:
1 2 3 4 5 6 7 8 public class Test { public static Test obj; @Override protected void finalize () throws Throwable { super .finalize(); obj = this ; } }
对上面这个类Test中obj = new Test();然后obj=null;之后调用System.gc()企图销毁对象,但是很抱歉,不管你调用多少次System.gc()都没有什么用,除非你在下面的代码中再就obj=null;这样才能回收对象,这是因为JVM对某一个对象至多只执行一次被重写的finalize方法。 上面的小片段说明重写finalize的方法并不是很靠谱,可以使用虚引用来清理对象所占用的资源。 如下代码所示:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 public class PhantomRefTest2 { private static ReferenceQueue<MyObject> phanQueue = new ReferenceQueue<>(); private static Map<Reference<MyObject>,String> map = new HashMap<>(); public static class MyObject { @Override protected void finalize () throws Throwable { super .finalize(); System.out.println("MyObject's finalize called" ); } @Override public String toString () { return "I am MyObject" ; } } public static class CheckRefQueue implements Runnable { Reference<MyObject> obj = null ; @Override public void run () { try { obj = (Reference<MyObject>)phanQueue.remove(); Object value = map.get(obj); System.out.println("clean resource:" +value); map.remove(obj); System.out.println("删除的虚引用为:" +obj+" but获取虚引用的对象obj.get()=" +obj.get()); System.exit(0 ); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main (String[] args) throws InterruptedException { MyObject object = new MyObject(); Reference<MyObject> phanRef = new PhantomReference<>(object,phanQueue); System.out.println("创建的虚引用为:" +phanRef); new Thread(new CheckRefQueue()).start(); map.put(phanRef, "Some Resources" ); object = null ; TimeUnit.SECONDS.sleep(1 ); int i =1 ; while (true ) { System.out.println("第" +i+++"次gc" ); System.gc(); TimeUnit.SECONDS.sleep(1 ); } } }
运行结果:
1 2 3 4 5 6 创建的虚引用为:java.lang.ref.PhantomReference@6a07348e 第1次gc MyObject's finalize called 第2次gc clean resource:Some Resources 删除的虚引用为:java.lang.ref.PhantomReference@6a07348e but获取虚引用的对象obj.get()=null
Gitalk 加载中 ...