java四种引用 强引用 软引用 弱引用 虚引用

1、对象的强、软、弱和虚引用

    在JDK 1.2以前的版本中,若一个对象不被任何变量引用,那么程序就无法再使用这个对象。也就是说,只有对象处于可触及(reachable)状态,程序才能使用它。从JDK 1.2版本开始,把对象的引用分为4种级别,从而使程序能更加灵活地控制对象的生命周期。这4种级别由高到低依次为:强引用、软引用、弱引用和虚引用。

1)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。
 
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(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。

3) 弱引用(WeakReference)
    弱引用与软引用的区别在于: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。

 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。
  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。


2、为什么需要使用软引用
   首先,我们看一个雇员信息查询系统的实例。我们将使用一个Java语言实现的雇员信息查询系统查询存储在磁盘文件或者数据库中的雇员人事档案信息。作为一个用户,我们完全有可能需要回头去查看几分钟甚至几秒钟前查看过的雇员档案信息(同样,我们在浏览WEB页面的时候也经常会使用“后退”按钮)。这时我们通常会有两种程序实现方式:一种是把过去查看过的雇员信息保存在内存中,每一个存储了雇员档案信息的Java对象的生命周期贯穿整个应用程序始终;另一种是当用户开始查看其他雇员的档案信息的时候,把存储了当前所查看的雇员档案信息的Java对象结束引用,使得垃圾收集线程可以回收其所占用的内存空间,当用户再次需要浏览该雇员的档案信息的时候,重新构建该雇员的信息。很显然,第一种实现方法将造成大量的内存浪费,而第二种实现的缺陷在于即使垃圾收集线程还没有进行垃圾收集,包含雇员档案信息的对象仍然完好地保存在内存中,应用程序也要重新构建一个对象。我们知道,访问磁盘文件、访问网络资源、查询数据库等操作都是影响应用程序执行性能的重要因素,如果能重新获取那些尚未被回收的Java对象的引用,必将减少不必要的访问,大大提高程序的运行速度。

测试对象

    public class Obj {  
      
        private final String name;  
      
        public Obj(String name) {  
            this.name = name;  
        }  
      
        @Override  
        protected void finalize() throws Throwable {  
            System.out.println("执行finalize方法" + name);  
            super.finalize();  
        }  
      
        @Override  
        public String toString() {  
            return name;  
        }  
    }  

测试类

    import java.lang.ref.PhantomReference;  
    import java.lang.ref.ReferenceQueue;  
    import java.lang.ref.SoftReference;  
    import java.lang.ref.WeakReference;  
      
    public class Test {  
      
        public static void main(String[] args) {  
            // hardTest();  
            softTest();  
            // weakTest();  
            // phanTest();  
        }  
      
        public static void hardTest() {  
            Obj hard = new Obj("hard");  
            hard = null;  
            System.gc();  
            System.out.println(hard);  
        }  
      
        public static void softTest() {  
            SoftReference<Obj> soft = new SoftReference<Obj>(new Obj("soft"));  
            System.gc();  
            System.out.println(soft.get());  
        }  
      
        public static void weakTest() {  
            WeakReference<Obj> weak = new WeakReference<Obj>(new Obj("soft"));  
            System.gc();  
            System.out.println(weak.get());  
        }  
      
        public static void phanTest() {  
            ReferenceQueue<Obj> rq = new ReferenceQueue<Obj>();  
            PhantomReference<Obj> phan = new PhantomReference<Obj>(new Obj("phan"), rq);  
            //这里没有调用system.gc();  
            System.out.println(phan.get());  
        }  
    }  


测试环境:jdk1.6。
System.gc()表示建议JVM 进行垃圾回收,JVM 未必会执行。我们可以根据 thinking in java说的那样,用finalize()来监控他的执行。

上面4个方法的运行结果分别是
1.null
  执行finalize方法hard
或者
  执行finalize方法hard
  null
两者出现的比例大约为5:1

2.soft

3.null
  执行finalize方法weak
或者
  执行finalize方法weak
  null
两者出现的比例大约为3:1

4.null


结论:1.显式的把(强引用)对象置为null,会大大加大 垃圾回收执行频率。几乎只要我们给出建议,jvm就会回收。
2.对于软引用,如果不显式的置为null的话,和强引用差不多,垃圾回收不会执行。只会等到内存不足的时候才会执行。
3.对于弱引用,就算你不显式的把他置为null,垃圾回收也会立即执行。
4.虚引用,相当于null,不解释。

5.垃圾回收执行的时机是不可预知的。3和4的打印结果很好的说明了这点。



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