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 |
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