Java的四種引用

java內存管理分爲內存分配和內存回收,都不需要程序員負責,垃圾回收的機制主要是看對象是否有引用指向該對象。

java對象的引用包括
強引用,軟引用,弱引用,虛引用

Java中提供這四種引用類型主要有兩個目的:

第一是可以讓程序員通過代碼的方式決定某些對象的生命週期;

第二是有利於JVM進行垃圾回收。

下面來闡述一下這四種類型引用的概念:

1.強引用

是指創建一個對象並把這個對象賦給一個引用變量。

比如:

Object object =new Object();
String str =”hello”;
強引用有引用變量指向時永遠不會被垃圾回收,JVM寧願拋出OutOfMemory錯誤也不會回收這種對象。

<pre name="code" class="java">public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        new Main().fun1();  
    }  

    public void fun1() {  
        Object object = new Object();  
        Object[] objArr = new Object[1000];  
 }  

當運行至Object[] objArr = new Object[1000];這句時,如果內存不足,JVM會拋出OOM錯誤也不會回收object指向的對象。不過要注意的是,當fun1運行完之後,object和objArr都已經不存在了,所以它們指向的對象都會被JVM回收。

  如果想中斷強引用和某個對象之間的關聯,可以顯示地將引用賦值爲null,這樣一來的話,JVM在合適的時間就會回收該對象。

比如Vector類的clear方法中就是通過將引用賦值爲null來實現清理工作的:

<pre name="code" class="java">/** 
     * Removes the element at the specified position in this Vector. 
     * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their 
     * indices).  Returns the element that was removed from the Vector. 
     * 
     * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException if the index is out of range 
     *         ({@code index < 0 || index >= size()}) 
     * @param index the index of the element to be removed 
     * @return element that was removed 
     * @since 1.2 
     */  
    public synchronized E remove(int index) {  
    modCount++;  
    if (index >= elementCount)  
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);  
    Object oldValue = elementData[index];  

    int numMoved = elementCount - index - 1;  
    if (numMoved > 0)  
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
                 numMoved);  
    elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work  

    return (E)oldValue;  
    }  

2.軟引用(SoftReference)

如果一個對象具有軟引用,內存空間足夠,垃圾回收器就不會回收它;

如果內存空間不足了,就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它,該對象就可以被程序使用。

軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存,比如網頁緩存、圖片緩存等。使用軟引用能防止內存泄露,增強程序的健壯性。
SoftReference的特點是它的一個實例保存對一個Java對象的軟引用, 該軟引用的存在不妨礙垃圾收集線程對該Java對象的回收。

也就是說,一旦SoftReference保存了對一個Java對象的軟引用後,在垃圾線程對 這個Java對象回收前,SoftReference類所提供的get()方法返回Java對象的強引用。

另外,一旦垃圾線程回收該Java對象之 後,get()方法將返回null。

舉個栗子:

MyObject aRef = new  MyObject();  
SoftReference aSoftRef=new SoftReference(aRef);  
此時,對於這個MyObject對象,有兩個引用路徑,一個是來自SoftReference對象的軟引用,一個來自變量aReference的強引用,所以這個MyObject對象是強可及對象。

隨即,我們可以結束aReference對這個MyObject實例的強引用:
aRef = null;  
此後,這個MyObject對象成爲了軟引用對象。如果垃圾收集線程進行內存垃圾收集,並不會因爲有一個SoftReference對該對象的引用而始終保留該對象。
Java虛擬機的垃圾收集線程對軟可及對象和其他一般Java對象進行了區別對待:軟可及對象的清理是由垃圾收集線程根據其特定算法按照內存需求決定的。
也就是說,垃圾收集線程會在虛擬機拋出OutOfMemoryError之前回收軟可及對象,而且虛擬機會儘可能優先回收長時間閒置不用的軟可及對象,對那些剛剛構建的或剛剛使用過的“新”軟可反對象會被虛擬機儘可能保留。在回收這些對象之前,我們可以通過:
MyObject anotherRef=(MyObject)aSoftRef.get();  
重新獲得對該實例的強引用。而回收之後,調用get()方法就只能得到null了。
使用ReferenceQueue清除失去了軟引用對象的SoftReference:

作爲一個Java對象,SoftReference對象除了具有保存軟引用的特殊性之外,也具有Java對象的一般性。所以,當軟可及對象被回收之後,雖然這個SoftReference對象的get()方法返回null,但這個SoftReference對象已經不再具有存在的價值,需要一個適當的清除機制,避免大量SoftReference對象帶來的內存泄漏。在java.lang.ref包裏還提供了ReferenceQueue。如果在創建SoftReference對象的時候,使用了一個ReferenceQueue對象作爲參數提供給SoftReference的構造方法,如:
ReferenceQueue queue = new  ReferenceQueue();  
SoftReference  ref=new  SoftReference(aMyObject, queue);  
那麼當這個SoftReference所軟引用的aMyOhject被垃圾收集器回收的同時,ref所強引用的SoftReference對象被列入ReferenceQueue。也就是說,ReferenceQueue中保存的對象是Reference對象,而且是已經失去了它所軟引用的對象的Reference對象。另外從ReferenceQueue這個名字也可以看出,它是一個隊列,當我們調用它的poll()方法的時候,如果這個隊列中不是空隊列,那麼將返回隊列前面的那個Reference對象。

在任何時候,我們都可以調用ReferenceQueue的poll()方法來檢查是否有它所關心的非強可及對象被回收。如果隊列爲空,將返回一個null,否則該方法返回隊列中前面的一個Reference對象。利用這個方法,我們可以檢查哪個SoftReference所軟引用的對象已經被回收。於是我們可以把這些失去所軟引用的對象的SoftReference對象清除掉。常用的方式爲:
SoftReference ref = null;  
while ((ref = (EmployeeRef) q.poll()) != null) {  
    // 清除ref  
}  


3.弱引用(WeakReference)

  弱引用也是用來描述非必需對象的,當JVM進行垃圾回收時,無論內存是否充足,都會回收被弱引用關聯的對象。在java中,用java.lang.ref.WeakReference類來表示。下面是使用示例:







<pre name="code" class="java">public class test {  
    public static void main(String[] args) {  
        WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(new People("zhouqian",20));  
        System.out.println(reference.get());  
        System.gc();//通知GVM回收資源  
        System.out.println(reference.get());  
    }  
}  
class People{  
    public String name;  
    public int age;  
    public People(String name,int age) {  
        this.name=name;  
        this.age=age;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "[name:"+name+",age:"+age+"]";  
    }  
}  

輸出結果:
[name:zhouqian,age:20]
null
第二個輸出結果是null,這說明只要JVM進行垃圾回收,被弱引用關聯的對象必定會被回收掉。不過要注意的是,這裏所說的被弱引用關聯的對象是指只有弱引用與之關聯,如果存在強引用同時與之關聯,則進行垃圾回收時也不會回收該對象(軟引用也是如此)。

比如:將代碼做一點小更改:

package yinyong;  

import java.lang.ref.WeakReference;  

public class test {  
    public static void main(String[] args) {  
        People people=new People("zhouqian",20);  
        WeakReferencereference=new WeakReference(people);//關聯強引用  
        System.out.println(reference.get());  
        System.gc();  
        System.out.println(reference.get());  
    }  
}  
class People{  
    public String name;  
    public int age;  
    public People(String name,int age) {  
        this.name=name;  
        this.age=age;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "[name:"+name+",age:"+age+"]";  
    }  
}//結果發生了很大的變化  
[name:zhouqian,age:20]  
[name:zhouqian,age:20]  


弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,如果弱引用所引用的對象被JVM回收,這個軟引用就會被加入到與之關聯的引用隊列中。

4.虛引用(PhantomReference)

  虛引用和前面的軟引用、弱引用不同,它並不影響對象的生命週期。在java中用java.lang.ref.PhantomReference類表示。如果一個對象與虛引用關聯,則跟沒有引用與之關聯一樣,在任何時候都可能被垃圾回收器回收。

  要注意的是,虛引用必須和引用隊列關聯使用,當垃圾回收器準備回收一個對象時,如果發現它還有虛引用,就會把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。程序可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用,來了解被引用的對象是否將要被垃圾回收。如果程序發現某個虛引用已經被加入到引用隊列,那麼就可以在所引用的對象的內存被回收之前採取必要的行動。

import java.lang.ref.PhantomReference;  
import java.lang.ref.ReferenceQueue;  
public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();  
        PhantomReference pr = new PhantomReference(new String("hello"), queue);  
        System.out.println(pr.get());  
    }  
}  


軟引用和弱引用
    對於強引用,我們平時在編寫代碼時經常會用到。而對於其他三種類型的引用,使用得最多的就是軟引用和弱引用,這2種既有相似之處又有區別。它們都是用來描述非必需對象的,但是被軟引用關聯的對象只有在內存不足時纔會被回收,而被弱引用關聯的對象在JVM進行垃圾回收時總會被回收。

在SoftReference類中,有三個方法,兩個構造方法和一個get方法(WekReference類似):

兩個構造方法:

public SoftReference(T referent) { 
super(referent);
this.timestamp = clock;
}
public SoftReference(T referent, ReferenceQueue

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