一、题记:在Java中,虽然不需要程序员手动去管理对象的生命周期,但是如果希望某些对象具备一定的生命周期的话(比如内存不足时JVM就会自动回收某些对象从而避免OutOfMemory的错误)就需要用到软引用和弱引用了。
JDK1.2版本开始,把对象的引用分为四种级别,从而使程序能更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为:强引用、软引用、弱引用和虚引用。Java中提供这四种引用类型主要有两个目的:第一是可以让程序员通过代码的方式决定某些对象的生命周期;第二是有利于JVM进行垃圾回收。
二、详解

  1. 强引用
    我们使用的大部分引用其实都是强引用,这是在我们的开发工作当中普遍存在的。如果一个对象具有强引用,那就类似我们经常穿的衣服啊等必不可少的生活用品,我们肯定不会把他扔掉,同样jvm的垃圾回收器也不会回收它。当内存空间不足的时候,java虚拟机宁可抛出OOM异常,也不会回收具有强引用的对象来释放内存。我们可以将对象显示的赋值为null,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。也就是说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。 但是如果这个对象是全局的变量时,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。
    我们来看下Arraylist中的clear方法
/**
     * Removes all of the elements from this list.  The list will
     * be empty after this call returns.
     */
    public void clear() {
        modCount++;

        // clear to let GC do its work
        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;

        size = 0;
    }

这里看到Arraylist的clear方法其实是把整个list中的所有对象都赋值成了null,然后就等到GC回收了。
2. 软引用
软引用是用来描述一些有用但并不是必需的对象,在Java中用java.lang.ref.SoftReference类来表示。对于软引用关联着的对象,只有在内存不足的时候JVM才会回收该对象。如果一个对象只有软引用,就类似鸡肋,食之无味、弃之可惜,如果内存空间足够大,垃圾回收期就不会回收它,如果内存空间不够了,就会回收这些对象。只有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。
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,java虚拟机会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

String str=new String("abc");                                     // 强引用
SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str);     // 软引用x
softRef.get() //得到str对象,如果str被回收,则返回null

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
}

  1. 弱引用
    如果一个对象只有弱引用,那么就类似可有可无的生活用品,当JVM进行垃圾回收时,无论内存是否充足,都会回收被弱引用关联的对象。在java中,用java.lang.ref.WeakReference类来表示。
    弱引用和软引用的区别在于:弱引用的对象具有更短暂的生命周期。在垃圾回收时,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。
    弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果弱引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
WeakReference<String> sr = new WeakReference<String>(new String("hello"));
System.out.println(sr.get());
System.gc();                //手工模拟JVM的gc进行垃圾回收
System.out.println(sr.get());

image.png


这说明只要JVM进行垃圾回收,被弱引用关联的对象必定会被回收掉。

public class ReferenceTest
{
    private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>();
    private static LinkedList<WeakReference<VeryBig>> linkedList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();

    public static void main(String args[])
    {
        int size = 3;

        for(int i = 0; i < size; i++)
        {
            linkedList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));
        }
        System.out.println("第一个VeryBig对象:"+linkedList.getFirst().get());
        System.gc();
        try
        { // 下面休息几分钟,让上面的垃圾回收线程运行完成
            TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
        }
        catch(InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        checkQueue();
        System.out.println("第一个VeryBig对象:"+linkedList.getFirst().get());
    }

    /**
     * @Description: 查看ReferenceQueue是否存在对象
     * @author J·K
     * @date 2018/6/8 11:36

     */
    public static void checkQueue()
    {
        Reference<? extends VeryBig> ref = null;
        while((ref = rq.poll()) != null)
        {
            if(ref != null)
            {
                System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);
            }
        }
    }
}

class VeryBig
{
    public String id;
    byte[] b = new byte[2 * 1024];

    public VeryBig(String id)
    {
        this.id = id;
    }

    protected void finalize()
    {
        System.out.println("回收 VeryBig " + id);
    }
}

/**
 * @Description: 封装WeakReference
 * @author J·K
 * @date 2018/6/8 11:37

 */
class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig>
{
    public String id;

    public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq)
    {
        super(big, rq);
        this.id = big.id;
    }

    protected void finalize()
    {
        System.out.println("回收 VeryBigWeakReference " + id);
    }
}

第一个VeryBig对象:com.VeryBig@1540e19d
回收 VeryBig Weak 2
回收 VeryBig Weak 1
回收 VeryBig Weak 0
In queue: Weak 1
In queue: Weak 2
In queue: Weak 0
第一个VeryBig对象:null
  1. 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。在java中用java.lang.ref.PhantomReference类表示。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。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被垃圾回收。程序如果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。
    垃圾回收时回收,无法通过引用取到对象值,可以通过如下代码实现
Object obj = new Object();
        ReferenceQueue<Object> rq = new ReferenceQueue<Object>();
        PhantomReference<Object> pf = new PhantomReference<Object>(obj,rq);
        obj=null;
        System.out.println(pf.get());//永远返回null
        System.out.println(pf.isEnqueued());//返回是否从内存中已经删除
        System.gc();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
        System.out.println(pf.isEnqueued());

null
false
true

三、总结
微信截图_20200921151837.png

Q.E.D.

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毕生所求无它,爱与自由而已