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Java引用总结--StrongReference、SoftReference、WeakReference、PhantomReference

 

 


1 Java引用介绍

   Java从1.2版本开始引入了4种引用,这4种引用的级别由高到低依次为:

   强引用  >  软引用  >  弱引用  >  虚引用

⑴强引用(StrongReference)
    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。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。

⑵软引用(SoftReference)

    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。

    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。

⑶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,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。

⑷虚引用(PhantomReference)

    “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。

 

由于引用和内存回收关系紧密。下面,先通过实例对内存回收有个认识;然后,进一步通过引用实例加深对引用的了解。

 

 

 


2 内存回收

创建公共类MyDate,它的作用是覆盖finalize()函数:在finalize()中输出打印信息,方便追踪。

说明:finalize()函数是在JVM回收内存时执行的,但JVM并不保证在回收内存时一定会调用finalize()。

MyDate代码如下:

package com.skywang.java;

import java.util.Date;

public class MyDate extends Date { 

    /** Creates a new instance of MyDate */
    public MyDate() {
    }
    // 覆盖finalize()方法
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("obj [Date: " + this.getTime() + "] is gc");
    }   

    public String toString() {
        return "Date: " + this.getTime();
    }
}

在这个类中,对java.util.Date类进行了扩展,并重写了finalize()和toString()方法。

 

创建公共类ReferenceTest,它的作用是定义一个方法drainMemory():消耗大量内存,以此来引发JVM回收内存。

ReferenceTest代码如下:

package com.skywang.java;

public class ReferenceTest {   
    /** Creates a new instance of ReferenceTest */
    public ReferenceTest() {
    }   
    
    // 消耗大量内存
    public static void drainMemory() {
        String[] array = new String[1024 * 10];
        for(int i = 0; i < 1024 * 10; i++) {
            for(int j = 'a'; j <= 'z'; j++) {
                array[i] += (char)j;
            }           
        }
    }
} 

在这个类中定义了一个静态方法drainMemory(),此方法旨在消耗大量的内存,促使JVM运行垃圾回收。

 

有了上面两个公共类之后,我们即可测试JVM什么时候进行垃圾回收。下面分3种情况进行测试:

情况1:清除对象

实现代码

package com.skywang.java;

public class NoGarbageRetrieve {

    public static void main(String[] args) {
        MyDate date = new MyDate();
        date = null;
    }
}

运行结果

<无任何输出>

结果分析:date虽然设为null,但由于JVM没有执行垃圾回收操作,MyDate的finalize()方法没有被运行。

 

情况2:显式调用垃圾回收

实现代码 

package com.skywang.java;

public class ExplicitGarbageRetrieve {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        MyDate date = new MyDate();
        date = null;
        System.gc();
    }

}

运行结果

obj [Date: 1372137067328] is gc

结果分析:调用了System.gc(),使JVM运行垃圾回收,MyDate的finalize()方法被运行。

 

情况3:隐式调用垃圾回收

实现代码 

package com.skywang.java;

public class ImplicitGarbageRetrieve {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        MyDate date = new MyDate();
        date = null;
        ReferenceTest.drainMemory();
    }

} 

运行结果

obj [Date: 1372137171965] is gc

结果分析:虽然没有显式调用垃圾回收方法System.gc(),但是由于运行了耗费大量内存的方法,触发JVM进行垃圾回收。

 

总结:JVM的垃圾回收机制,在内存充足的情况下,除非你显式调用System.gc(),否则它不会进行垃圾回收;在内存不足的情况下,垃圾回收将自动运行

 

 

 


3、Java对引用的分类

3.1 强引用

实例代码

package com.skywang.java;

public class StrongReferenceTest {

    public static void main(String[] args) {
        MyDate date = new MyDate();
        System.gc();
    }
}

运行结果

<无任何输出>

结果说明:即使显式调用了垃圾回收,但是用于date是强引用,date没有被回收。

 

3.2 软引用

实例代码

package com.skywang.java;

import java.lang.ref.SoftReference;

public class SoftReferenceTest {

    public static void main(String[] args) {
        SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
        ReferenceTest.drainMemory();
    }
}

运行结果

<无任何输出>

结果说明:在内存不足时,软引用被终止。软引用被禁止时,

SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
ReferenceTest.drainMemory();

等价于

MyDate date = new MyDate();

// 由JVM决定运行
If(JVM.内存不足()) {
date = null;
System.gc();
}

 

3.3 弱引用

示例代码 

package com.skywang.java;

import java.lang.ref.WeakReference;

public class WeakReferenceTest {

    public static void main(String[] args) {
        WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
        System.gc(); 
    }
}

运行结果

obj [Date: 1372142034360] is gc

结果说明:在JVM垃圾回收运行时,弱引用被终止.

WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
System.gc();

等同于:

MyDate date = new MyDate();

// 垃圾回收
If(JVM.内存不足()) {
date = null;
System.gc();
}

 

3. 4 假象引用

示例代码 

package com.skywang.java;

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

public class PhantomReferenceTest {

    public static void main(String[] args) {
        ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
        PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
        System.gc();
    }
}

运行结果

obj [Date: 1372142282558] is gc

结果说明:假象引用,在实例化后,就被终止了。

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
System.gc();

等同于:

MyDate date = new MyDate();
date = null;

 

 

可以用以下表格总结上面的内容: 

级别

什么时候被垃圾回收

用途

生存时间

强引用

从来不会

对象的一般状态

JVM停止运行时终止

软引用

在内存不足时

对象简单?缓存

内存不足时终止

弱引用

在垃圾回收时

对象缓存

gc运行后终止

虚引用

Unknown

Unknown

Unknown

 

 

 


 

点击下载:源代码

 

posted on 2013-06-25 14:43 如果天空不死 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏