Java中的这四种引用你真的了解了吗?

作者: 程序员伟杰 | 来源:发表于2020-08-11 14:02 被阅读0次

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前言

JDK1.2之后，把对象的引用分为四种状态，即强引用、软引用、弱引用和虚引用。这样的方式，可以更加灵活地控制对象的生命周期。

Java中的四种引用

Java中有四种引用类型：强引用、软引用、弱引用、强引用

Java中为什么要有设计这四种引用

Java的内存分配和内存回收,都不需要程序员自己负责的,都是由虚拟机负责,而虚拟机判断一个对象是否要回收,就是看是否有引用指向此对象,也就是用可行性分析

设计四种引用的目的有两个：

可以让程序员通过代码的方式决定某个对象的生命周期
有利于使用垃圾回收

强引用

强引用的表现：

Object o = new Object();

像这种主动去new一个对象的引用，就是强引用，这种对象永远不会被回收，即使内存不知，JVM只会爆OOM，也不是去回收

如果想要它被回收可以主动把强引用和对象的关联中断，也就是断掉指针

o = null

可以通过手动调用GC，看看指针断裂之后，资源会不会被回收，为了方便观察回收的情况，我这里重新写一个类，重写finalize方法

public class TestQuote {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable{
        System.out.println("TestQuote 被回收了");
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestQuote testQuote = new TestQuote();
        testQuote = null;
        System.gc();
    }
}

运行结果：

软引用

先看如果创建一个软引用：

软引用就是把对象用SoftReference包裹一下，当我们需要从软引用对象获得包裹的对象，只需要get一下就好了

SoftReference<TestQuote> testQuoteSoftReference = new SoftReference<>(new TestQuote());
TestQuote testQuote = testQuoteSoftReference.get();
System.out.println(testQuote);

软引用的特点是：

当内存不足，会触发JVM的GC，如果GC后，内存还是不足，就会把软引用包裹的对象给清除，也就是当JVM的内存不足的时候，才会回收该对象。

下面模拟一下内存不足的清除状况

SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*10]);
        System.out.println(softReference.get());
        System.gc();
        System.out.println(softReference.get());
        byte[] bytes = new byte[1024*1024*10];
        System.out.println(softReference.get());

这里我定义了一个软引用对象，里面包裹了byte[]，byte[]占用了10M，然后又创建了10M的byte[]

然后我们需要改一个参数：

-Xmz20M

代表最大的堆内存为20M

运行结果：

可以很清楚看到手动完成GC后，软引用对象包裹的byte[]还活得好好的，但是当再创建一个10M的byte[]后，最大堆内存不够用，所以把软引用对象包裹的byte[]给清除了，如果不清除，就会抛出OOM

软引用比较合适用作缓存，当内存足够的时候，可以正常的拿到缓存，当内存不够，就会先干掉缓存，不至于马上抛出OOM

弱引用

弱引用的使用和软引用类型，只是关键字变成了WeakReference：

WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<>(new byte[1024*1024*10]);
        System.out.println(weakReference.get());

弱引用的特点是不管内存是否足够，只要发生GC，都会被回收：

WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<>(new byte[1024*1024*10]);
        System.out.println(weakReference.get());
        System.gc();
        System.out.println(weakReference.get());

运行结果：

可以看到内存还是很足够的时候，但是触发了GC，资源还是内回收了

弱引用在很多地方都有用到，比如ThreadLocal、WeakHashMap

虚引用

虚引用又被称为幻影引用

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
        PhantomReference<byte[]> reference = new PhantomReference<>(new byte[1],queue);
        System.out.println(reference.get());

虚引用的使用和上面的软引用和弱引用的区别还是挺大了,这里先不管ReferenceQueue是什么东西

直接运行

直接输出了null，这里先去看看get方法的源码：

直接返回了null，这就是虚引用的特点之一：无法通过虚引用来获取对一个对象的真实引用。

那虚引用的使用有什么意义，这里先看回创建虚引用的代码

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
        PhantomReference<byte[]> reference = new PhantomReference<>(new byte[1],queue);
        System.out.println(reference.get());

创建虚引用对象，这里除了把包裹对象传进去，还传进了一个ReferenceQueue，从名字就可以看出它是一个队列。

虚引用的特点之二就是虚引用必须与ReferenceQueue一起使用，当GC准备回收一个对象，如果发现它还有虚引用就会再回收之前，把这个虚引用加入到与之关联的ReferenceQueue中

接下来实践一下：

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
        List<byte[]> bytes = new ArrayList<>();
        PhantomReference<TestQuote> reference = new PhantomReference<TestQuote>(new TestQuote(),queue);
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                bytes.add(new byte[1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024]);
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            while (true) {
                Reference poll = queue.poll();
                if (poll != null) {
                    System.out.println("虚引用被回收了:" + poll);
                }
            }
        }).start();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        scanner.hasNext();

运行结果