Java引用及其应用

2018-07-29 本文已影响0人 sh_wms

Java 引用分类

Java 中的引用分为四种，具体如下

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。 ps：强引用其实也就是我们平时A a = new A()这个意思。
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（下文给出示例）。
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。
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。
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。
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();
PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue);
程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

引用的应用

缓存-WeakHashMap

ReferenceQueue 在java doc 中的定义为

Reference queues, to which registered reference objects are appended by the garbage collector after the appropriate reachability changes are detected.
中文JavaDoc的描述：引用队列，在检测到适当的可到达性更改后，垃圾回收器将已注册的引用对象添加到该队列中
查看源代码会发现它很简单，实现了一个队列的入队(enqueue)和出队(poll还有remove)操作，内部元素就是泛型的Reference，并且Queue的实现，是由Reference自身的链表结构所实现的
Reference 的数据结构如下：

private T referent; //就是它所指引的
Reference next;  //指向下一个；
ReferenceQueue<? super T> queue;//这个queue是通过构造函数传入的，表示创建一个Reference时，要将其注册到那个queue上。
/* List of References waiting to be enqueued.  The collector adds
 * References to this list, while the Reference-handler thread removes
 * them.  This list is protected by the above lock object.
 */
private static Reference pending = null;

//这个对象，定义为private，并且全局没有任何给它赋值的地方，
//根据它上面的注释，我们了解到这个变量是和垃圾回收期打交道的。

private static classs ReferenceHandler extends Thread{}
/*这个线程在Reference类的static构造块中启动，并且被设置为高优先级和daemon状态。此线程要做的事情，是不断的检查pending 是否为null，如果pending不为null，则将pending进行enqueue，否则线程进入wait状态。
通过这2点，我们来看整个过程：
pending是由jvm来赋值的，当Reference内部的referent对象的可达状态改变时，jvm会将Reference对象放入pending链表。
结合代码eg1中的 o = null; 这一句，它使得o对象满足垃圾回收的条件，并且在后边显式的调用了 System.gc()，垃圾收集进行的时候会标记WeakReference所referent的对象o为不可达（使得wr.get()==null），并且通过 赋值给pending，触发ReferenceHandler线程处理pending。

ReferenceHandler线程要做的是将pending对象enqueue，但默认我们所提供的queue，也就是从构造函数传入的是null，实际是使用了ReferenceQueue.NULL，Handler线程判断queue为ReferenceQueue.NULL则不进行操作，只有非ReferenceQueue.NULL的queue才会将Reference进行enqueue。

ReferenceQueue.NULL相当于我们提供了一个空的Queue去监听垃圾回收器给我们的反馈，并且对这种反馈不做任何处理。要处理反馈，则必须要提供一个非ReferenceQueue.NULL的queue。

在WeakHashMap则在内部提供了一个非NULL的ReferenceQueue*/

在 WeakHashMap 添加一个元素时，会使用此queue来做监听器。见put方法中的下面一句：

tab[i] = new Entry<K,V>(k, value, queue, h, e);

这里Entry是一个内部类，继承了WeakReference

class Entry<K,V> extends WeakReference<K> implements Map.Entry<K,V>

WeakHashMap的 put, size, clear 都会间接或直接的调用到 expungeStaleEntries()方法。

expungeStaleEntries顾名思义，此方法的作用就是将 queue中陈旧的Reference进行删除，因为其内部的referent都已经不可达了。所以也将这个WeakReference包装的key从map中删除。

ReferenceQueue是作为 JVM GC与上层Reference对象管理之间的一个消息传递方式，它使得我们可以对所监听的对象引用可达发生变化时做一些处理，WeakHashMap正是利用此来实现的。

防止内存泄漏

可以利用弱引用解决一些内存泄漏问题，例如Android 中Handler引起的内存泄漏

public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {
    private TextView tvShowMessage;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler);
        tvShowMessage = (TextView) findViewById(R.id.tv_show_message);
        MemoryLeakHandler handler = new MemoryLeakHandler();
        handler.sendMessageDelayed(Message.obtain(), 1000 * 10);
    }

    class MemoryLeakHandler extends Handler {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            tvShowMessage.setText("MemoryLeak");
            Toast.makeText(HandlerActivity.this, "memory leak", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }

    public void closeActivity(View view) {
        this.finish();
    }
}

作者：realxz
链接：https://www.jianshu.com/p/be89ac5df3f9
來源：简书
简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。

我们可以通过采用静态内部类来替代非静态内部类，并且使用 WeakReference 来引用 Activity，如果对象只存在弱引用的话，GC 是会回收这部分内存的。(内部类于外部类的应用关系见 >
https://blog.csdn.net/lmj121212/article/details/53311842）

public class HandlerActivity extends AppCompatActivity {
    private TextView tvShowMessage;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_handler);
        tvShowMessage = (TextView) findViewById(R.id.tv_show_message);
        MemoryLeakHandler handler = new MemoryLeakHandler(this);
        handler.sendMessageDelayed(Message.obtain(), 1000 * 10);
    }

    private static class MemoryLeakHandler extends Handler {
        private WeakReference<HandlerActivity> weakReference;

        public MemoryLeakHandler(HandlerActivity activity) {
            this.weakReference = new WeakReference<HandlerActivity>(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            HandlerActivity activity = weakReference.get();
            if (activity != null) {
                activity.tvShowMessage.setText("MemoryLeak");
                Toast.makeText(activity, "memory leak", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        }
    }


    public void closeActivity(View view) {
        this.finish();
    }
}

作者：realxz
链接：https://www.jianshu.com/p/be89ac5df3f9
來源：简书
简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。

内存泄露检测工具LeakCanary

工具使用简介
工具使用比较简单，只需简单两步
a. build.gradle的依赖.

debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.3.1' // or 1.4-beta1
    releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.3.1' // or 1.4-beta1
    testCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.3.1' // or 1.4-beta1

初始化

public class DemoApplication extends Application {
    @Override public void onCreate() {
        super.onCreate();
        LeakCanary.install(this);
    }
}

具体可参考: https://www.jianshu.com/p/a8900eb3de12

LeakCanary 实现原理
LeakCanary源码分析第一讲：http://vjson.com/wordpress/leakcanary源码分析第一讲.html
LeakCanary源码分析第二讲：http://vjson.com/wordpress/leakcanary源码分析第二讲－refwatcher详解.html
LeakCanary源码分析第三讲：http://vjson.com/wordpress/leakcanary源码分析第三讲－heapanalyzerservice详解.html

总结

以上就是Java引用的介绍及其应用。