Java中的四种引用类型

2017-05-15 本文已影响1343人 jijs

概述

Java.lang.ref 是 Java 类库中比较特殊的一个包，它提供了与 Java垃圾回收器密切相关的引用类。StrongReference(强引用)，SoftReference（软引用），WeakReference（弱引用），PhantomReference（虚引用）。这四种引用的强度按照上面的顺序依次减弱.

引用类型对比

序号	引用类型	取得目标对象方式	垃圾回收条件	是否可能内存泄漏
1	强引用	直接调用	不回收	可能
2	软引用	通过 get()方法	视内存情况回收	不可能
3	弱引用	通过 get()方法	永远回收	不可能
4	虚引用	无法取得	不回收	可能

1. 强引用（StrongReference）

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。

示例

String[] arr = new String[]{"a", "b", "c"};

2. 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。
示例

//示例1
SoftReference<String[]> softBean = new SoftReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"});

//示例2
ReferenceQueue<String[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<String[]>();
SoftReference<String[]> softBean = new SoftReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"}, referenceQueue);

3. 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。
实例：

//示例1
WeakReference<String[]> weakBean = new WeakReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"});
//示例2
ReferenceQueue<String[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<String[]>();
WeakReference<String[]> softBean = new WeakReference<String[]>(new String[]{"a", "b", "c"}, referenceQueue);

4. 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。
示例：

ReferenceQueue<String[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<String[]>();
PhantomReference<String[]> referent = new PhantomReference<String>(new String[]{"a", "b", "c"}, referenceQueue);

**具体执行的四种demo例子就不在这列出了
请百度或这点击这里java 引用类型实例DEMO
**

这里有JDK中常用包中类的demo示例（我多年的总结，呵呵）

https://git.oschina.net/brucekankan/jdk_demo

SoftReference 和 WeakReference 的生命周期

下面通过GC来说明SoftReference 和 WeakReference 的生命周期

1. SoftReference生命周期分析

//-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails
public void soft(){
    SoftReference[] softArr = new SoftReference[5];
    softArr[0] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    System.out.println("GC 前===>"+softArr[0].get());
    System.gc();
    System.out.println("第一次GC后：===>"+softArr[0].get());
    softArr[1] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    System.gc();
    System.out.println("第二次GC后===>"+softArr[0].get());
    softArr[2] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    System.gc();
    System.out.println("第三次GC后===>"+softArr[0].get());
    softArr[3] = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*2]);
    //System.gc();  这里都不需要显示执行，因为堆内存已经满了，虚拟机自己会执行。
    System.out.println("第四次GC后===>"+softArr[0].get());
    }

执行上面代码后控制台打印出的结果和GC日志。记得执行的时候加上启动参数（-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails）。

Paste_Image.png

从GC日志中我们分析出：

Eden内存：4508K （第一次GC发现，放入一个2M的byte数组后容量为2898K，如果再放入一个就变成 4898K，超过4508K，故一个Eden区域只能放入一个2M的byte数组）
Survivor内存 512K （不能容纳 2M的byte数组，故此上面例子该区域内存无法存储2M的byte数组）
老年代内存 5120K（可以放入2个2M的byte数组）

由上面分析可知，堆内存中最多可以容纳3个2M的数组。所以前三次GC后内存空间都充足。而SoftReference引用的对象没有被回收

当放入第四个2M的byte数组时，虚拟机判断内存不够容纳此大小的对象，所以执行了一次GC，发现GC后内存空间仍不足容纳2M的byte数组。然后接着由执行了一次FullGC（Allocation Failure）这次会尝试回收一些软引用的对象（再不回收就内存溢出了），最后获取softArr[0]的时候结果为null，说明SoftReference引用被回收了。

从分析结果中我们发现只有在内存空间不足时（将要内存溢出），SoftReference引用的对象才会被回收。内存空间充足的情况下，不管执行多少次GC都不会被回收

2. WeakReference生命周期分析

//-Xms10M -Xmx10M -Xmn5M -XX:+PrintGCDetails
public void weak(){
    WeakReference<Integer> weak = new WeakReference<Integer>(new Integer(100));
    System.out.println("GC 前===>"+weak.get());
    System.gc();
    System.out.println("GC 后===>"+weak.get());
}