轉(zhuǎn)載自?Java對象的引用類型

Java對象的引用類型有強引用，軟引用，弱引用，虛引用和FinalReference,提供這幾種引用類型的主要目的：

1.程序員可以通過不同的引用方式?jīng)Q定某些對象的生命周期；
2.利用JVM的垃圾回收機制，對象可達性分析，進行不同策略的垃圾回收；
3.合理的利用軟，弱，虛引用可以避免內(nèi)存溢出等風險。

? ? ?下面來詳細談?wù)勥@幾種類型引用，首先需要了解一下對象的可達性，java對象不同生命周期，可達性的狀態(tài)也是不一樣，具體分為強可達，軟可達，和弱可達，幻象可達和不可達（不可達基本上可以直接回收了），這些可達性狀態(tài)基本上對應(yīng)著對象引用的類型關(guān)系 ，jvm依賴對象可達性來進行垃圾回收的。

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1.強引用

創(chuàng)建一個對象并把這個對象賦給一個引用變量

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寧愿拋出OutOfMemory錯誤也不會回收這種對象。如果想中斷強引用和某個對象之間的關(guān)聯(lián)，可以顯示地將引用賦值為null，這樣一來的話，JVM在合適的時間就會回收該對象。

2.引用

?????說一下Reference引用對象是后面提到的軟，弱，虛，Final的基類，所以后面的幾個引用類型都是基于它來擴展的，如果需要使用最好配合帶ReferenceQueue的構(gòu)造函數(shù)進行使用，Reference基于ReferenceQueue進行垃圾回收的。帶queue的構(gòu)造引用，垃圾回收過程中，該對象會經(jīng)歷Active->Pending（等待GC）->Enqueued(入隊)->Inactive（完全回收）的狀態(tài)，這個對象放到隊列里的作用就是當我們使用引用的時候，可以查詢這個隊列，來判斷對象內(nèi)存是否被回收。具體可以看一下源碼。下面就介紹具體的子類引用類型。

3.軟引用

??????如果一個對象具有軟引用，內(nèi)存空間足夠，垃圾回收器就不會回收它；如果內(nèi)存空間不足了，才會被GC。只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。

3.1 簡單使用

public?class?SoftReferenceTest?{public?static?void?main(String[]?args)?{SoftReference?softReference?=?new?SoftReference(new?String("object"));String?softObject?=?(String)?softReference.get();} }

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3.2 軟引用的特點

? ? ?SoftReference的特點,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 后，get()方法將返回null。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(qū)別對待，軟可及對象的清理是由垃圾收集線程根據(jù)其特定算法按照內(nèi)存需求決定的。

具體策略：垃圾收集線程會在虛擬機拋出OutOfMemoryError之前回收軟可及對象，而且虛擬機會盡可能優(yōu)先回收長時間閑置不用的軟可及對象，對那些剛剛構(gòu)建的或剛剛使用過的“新”軟可反對象會被虛擬機盡可能保留。

3.3 配合ReferenceQueue

? ? ? 作為一個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后，雖然這個SoftReference對象的get()方法返回null,但這個SoftReference對象已經(jīng)不再具有存在的價值，需要一個適當?shù)那宄龣C制，避免大量SoftReference對象帶來的內(nèi)存泄漏。在java.lang.ref包里還提供了ReferenceQueue。當這個SoftReference所軟引用的對象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(jīng)失去了它所軟引用的對象的Reference對象。在任何時候，我們都可以調(diào)用ReferenceQueue的poll()方法來檢查是否有它所關(guān)心的非強可及對象被回收。利用這個方法，我們可以檢查SoftReference軟引用對象是否被回收。

@Test public?void?testRefQueue()?{ReferenceQueue?queue?=?new?ReferenceQueue();//創(chuàng)建一個軟引用new?SoftReference(new?String("xxx"),?queue);/***?GC后進行一次手動check，并清除*/SoftReference?remove?=?null;while?((remove?=?(SoftReference)?queue.poll())?!=?null)?{//?清除refSystem.out.println("SoftReference?不為?null，這里進行手動清除");remove.clear();} }

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3.4 為什么需要使用軟引用？

? ? ?在我們平時開發(fā)當中，如果我們希望對象盡可能的存在時間長一點，在內(nèi)存允許的情況下，一些可緩沖的對象就可以使用軟引用的方式進行持有對象，或者在一段時間內(nèi)，該對象使用的頻次比較多，過了熱點時間，就不會被使用，這樣我們可以大大減少沒必要的對象再次創(chuàng)建，就像使用緩存一樣。所以軟引用可用來實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存，使用軟引用能防止內(nèi)存泄露，增強程序的健壯性。軟引用和弱引用都可以解決OOM問題。
例如：軟引用的一個使用例子，維護一個用戶緩存

/***?@author?zhangzuizui*?@date?2018/6/27?18:27*/ public?class?UserCache?{private?static?UserCache?userCache;//?用于Chche內(nèi)容的存儲private?ConcurrentHashMap<String,UserRef>?userRefsMap;//?垃圾Reference的隊列private?ReferenceQueue<User>?queue;private?class?UserRef?extends?SoftReference<User>?{private?String?name?=?"zzz";public?UserRef(User?user,?ReferenceQueue<User>?queue)?{super(user,?queue);name?=?user.getName();}}//?取得緩存器實例public?static?UserCache?getInstance()?{if?(userCache?==?null)?{userCache?=?new?UserCache();}return?userCache;}//?構(gòu)建一個緩存器實例private?UserCache()?{userRefsMap?=?new?ConcurrentHashMap<>();queue?=?new?ReferenceQueue<User>();}//?以軟引用的方式對一個User對象的實例進行引用并保存該引用private?void?cacheUser(User?user)?{cleanCache();//?清除垃圾引用UserRef?ref?=?new?UserRef(user,?queue);userRefsMap.put(user.getName(),?ref);}//?依據(jù)所指定的userName，重新獲取相應(yīng)User對象的實例public?User?getUser(String?userName)?{User?em?=?null;//?緩存中是否有該User實例的軟引用，如果有，從軟引用中取得。if?(userRefsMap.containsKey(userName))?{UserRef?ref?=?(UserRef)?userRefsMap.get(userName);em?=?(User)?ref.get();}//?如果沒有軟引用，或者從軟引用中得到的實例是null，重新構(gòu)建一個實例，//?并保存對這個新建實例的軟引用if?(em?==?null)?{em?=?new?User(userName);System.out.println("new?user?userName="?+?userName);this.cacheUser(em);}return?em;}//?清除那些所軟引用的User對象已經(jīng)被回收的UserRef對象private?void?cleanCache()?{UserRef?ref?=?null;while?((ref?=?(UserRef)?queue.poll())?!=?null)?{userRefsMap.remove(ref.name);}}//?清除Cache內(nèi)的全部內(nèi)容public?void?clearCache()?{cleanCache();userRefsMap.clear();System.gc();System.runFinalization();} }

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4. 弱引用

4.1 弱引用的特點

? ? ?弱引用WeakReference也是用來描述非必需對象的，當JVM進行垃圾回收時，無論內(nèi)存是否充足，都會回收被弱引用關(guān)聯(lián)的對象。弱引用也可以用來操作敏感緩存的對象，配合jvm的自身GC機制，來實現(xiàn)自動回收內(nèi)存的效果，同樣WeakReference也可以和引用隊列一起使用。

?public?static?void?main(String[]?args)?{WeakReference<String>?reference?=?new?WeakReference<String>(new?String("zzzz"));System.out.println(reference.get());//通知GVM回收資源System.gc();System.out.println(reference.get());}

? ? ? 執(zhí)行結(jié)果：第二個輸出結(jié)果是null，這說明只要JVM進行垃圾回收，被弱引用關(guān)聯(lián)的對象必定會被回收掉。不過要注意的是，這里所說的被弱引用關(guān)聯(lián)的對象是指只有弱引用與之關(guān)聯(lián)，如果存在強引用同時與之關(guān)聯(lián)，則進行垃圾回收時也不會回收該對象（軟引用也是如此）。
例如這樣寫：

String?string?=?new?String("zzzz") WeakReference<String>?reference?=?new?WeakReference<String>(string);

這樣兩次System.out都會輸出“zzzz”

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4.2 為什么使用弱引用？

? ? ? 一個長生命周期的對象如果對一個短生命周期的持有引用，那么這個短什么周期的對象一直無法被GC，這是出現(xiàn)內(nèi)存泄露的一個原因，所以為了避免這種情況，我們可以運用WeakReference來持有該對象的引用，這樣就不會出現(xiàn)長生命周期的對象的持有導致內(nèi)存溢出。比如HashMap持有很對Object對象，其中有短周期的對象可以替換成虛引用。WeakHashMap就是運WeakReference實現(xiàn)的,從它entry子類中可以看出，它的key是WeakReference包裹住的。當這個key對象本身不再被使用時，伴隨著GC的發(fā)生，會自動把該key對應(yīng)的entry都在Map中清除掉。

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5. 虛引用

5.1 虛引用的特點

? ? ? 虛引用（PhantomReference）和前面的軟引用、弱引用不同，它并不影響對象的生命周期。如果一個對象與虛引用關(guān)聯(lián)，phantomReference.get()都是null，則跟沒有引用與之關(guān)聯(lián)一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。

5.2 虛引用的作用

? ? ? PhantomReference主要作為其指向的referent被回收時的一種通知機制，它就是利用上文講到的ReferenceQueue實現(xiàn)的。當referent被gc回收時，可以通過這個通知機制來做額外的清場工作。因此有些情況可以用PhantomReference 代替finalize()，做資源釋放更明智。

public?static?void?main(String[]?args)?{ReferenceQueue<String>?queue?=?new?ReferenceQueue<String>();PhantomReference<String>?pr?=?new?PhantomReference<String>(new?String("hello"),?queue);System.out.println(pr.get());}

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6. FinalReference

? ? ? FinalReference 引用類型主要是為虛擬機提供的，提供對象被gc前需要執(zhí)行finalize方法的對象 的機制。只是把訪問權(quán)限改為package,因此我們是無法直接使用，jVM會對那些實現(xiàn)了Object中finalize()方法的類實例化一個對應(yīng)的FinalReference，關(guān)于具體的細節(jié)有興趣大家可以去看一下Finalizer的源碼；
,其中包括Finalizer對象初始化守護線程，jvm注冊Finalizer對象（實例化FinalReference），GC后入ReferenceQueue隊列，并通知FinalizerThread去消費等操作。關(guān)于finalize方法的使用可以和該引用和串起來思考，后邊有必要再總結(jié)一篇關(guān)于finalize的文章。

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7. 打印GC引用日志：

-XX:+PrintGCDetails
0.194:?[GC?(System.gc())?0.196:?[SoftReference,?0?refs,?0.0000125?secs]0.196:?[WeakReference,?11?refs,?0.0000064?secs]0.196:?[FinalReference,?37?refs,?0.0000138?secs]0.196:?[PhantomReference,?0?refs,?0?refs,?0.0000058?secs]0.196:?[JNI?Weak?Reference,?0.0000417?secs]
0.196:?[Full?GC?(System.gc())?0.197:?[SoftReference,?0?refs,?0.0000115?secs]0.197:?[WeakReference,?3?refs,?0.0000071?secs]0.197:?[FinalReference,?0?refs,?0.0000077?secs]0.197:?[PhantomReference,?0?refs,?0?refs,?0.0000074?secs]0.197:?[JNI?Weak?Reference,?0.0000276?secs]

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8. 總結(jié)

????? 通過對SoftReference，WeakReference，PhantomReference，FinalReference 的介紹，可以看出JDK提供這些類型的reference 主要是用來和GC交互的，根據(jù)reference的不同，讓JVM采用不同策略來進行對對象的回收(reclaim)。softly-reachable的referent在保證在OutOfMemoryError之前回收對象，weakly-reachable的referent在發(fā)生GC時就會被回收，finalizer型的reference 主要提供GC前對referent進行finalize執(zhí)行機制。同時這些reference和referenceQueue在一起提供通知機制，PhantomReference的作用就是僅僅就是提供對象回收通知機制，Finalizer借助這種機制實現(xiàn)referent的finalize執(zhí)行，SoftReference、WeakReference也可以配合referenceQueue使用，實現(xiàn)對象回收通知機制。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java对象的引用类型的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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