JAVA引用和垃圾回收
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。如下:
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Object o= new Object(); // 强引用 |
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。如果不使用时,要通过如下方式来弱化引用,如下:
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o= null ; // 帮助垃圾收集器回收此对象 |
显式地设置o为null,或超出对象的生命周期范围,则gc认为该对象不存在引用,这时就可以回收这个对象。具体什么时候收集这要取决于gc的算法。举例:
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public void test(){ Object o= new Object(); // 省略其他操作 } |
在一个方法的内部有一个强引用,这个引用保存在栈中,而真正的引用内容(Object)保存在堆中。当这个方法运行完成后就会退出方法栈,则引用内容的引用不存在,这个Object会被回收。但是如果这个o是全局的变量时,就需要在不用这个对象时赋值为null,因为强引用不会被垃圾回收。强引用在实际中有非常重要的用处,举个ArrayList的实现源代码:
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private transient Object[] elementData; public void clear() { modCount++; // Let gc do its work for ( int i = 0 ; i < size; i++) elementData[i] = null ; size = 0 ; } |
在ArrayList类中定义了一个私有的变量elementData数组,在调用clear()方法清空数组时可以看到为每个数组元素赋值为null。不同于elementData=null,强引用仍然存在,避免在后续调用 add()等方法添加元素时进行重新的内存分配。使用如clear()方法中释放内存的方法对数组中存放的引用类型特别适用,这样就可以及时释放内存。
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。
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String str= new String( "abc" ); // 强引用 SoftReference<String> softRef= new SoftReference<String>(str); // 软引用 |
当内存不足时,等价于:
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If(JVM.内存不足()) { str = null ; // 转换为软引用 System.gc(); // 垃圾回收器进行回收 } |
软引用在实际中有重要的应用,例如浏览器的后退按钮。按后退时,这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢?这就要看具体的实现策略了。
- 如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收,则按后退查看前面浏览过的页面时,需要重新构建
- 如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费,甚至会造成内存溢出
这时候就可以使用软引用
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Browser prev = new Browser(); // 获取页面进行浏览 SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用 if (sr.get()!= null ){ rev = (Browser) sr.get(); // 还没有被回收器回收,直接获取 } else { prev = new Browser(); // 由于内存吃紧,所以对软引用的对象回收了 sr = new SoftReference(prev); // 重新构建 } |
这样就很好的解决了实际的问题。
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: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。
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String str= new String( "abc" ); WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str); str= null ; |
当垃圾回收器进行扫描回收时等价于:
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str = null ; System.gc(); |
如果这个对象是偶尔的使用,并且希望在使用时随时就能获取到,但又不想影响此对象的垃圾收集,那么你应该用 Weak Reference 来记住此对象。下面的代码会让str再次变为一个强引用:
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String abc = abcWeakRef.get(); |
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。当你想引用一个对象,但是这个对象有自己的生命周期,你不想介入这个对象的生命周期,这时候你就是用弱引用。这个引用不会在对象的垃圾回收判断中产生任何附加的影响。
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public class ReferenceTest { private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>(); public static void checkQueue() { Reference<? extends VeryBig> ref = null ; while ((ref = rq.poll()) != null ) { if (ref != null ) { System.out.println( "In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id); } } } public static void main(String args[]) { int size = 3 ; LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>(); for ( int i = 0 ; i < size; i++) { weakList.add( new VeryBigWeakReference( new VeryBig( "Weak " + i), rq)); System.out.println( "Just created weak: " + weakList.getLast()); } System.gc(); try { // 下面休息几分钟,让上面的垃圾回收线程运行完成 Thread.currentThread().sleep( 6000 ); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } checkQueue(); } } class VeryBig { public String id; // 占用空间,让线程进行回收 byte [] b = new byte [ 2 * 1024 ]; public VeryBig(String id) { this .id = id; } protected void finalize() { System.out.println( "Finalizing VeryBig " + id); } } class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig> { public String id; public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) { super (big, rq); this .id = big.id; } protected void finalize() { System.out.println( "Finalizing VeryBigWeakReference " + id); } } |
最后的输出结果为:
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Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference @1641c0 Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference @136ab79 Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference @33c1aa Finalizing VeryBig Weak 2 Finalizing VeryBig Weak 1 Finalizing VeryBig Weak 0 In queue: Weak 1 In queue: Weak 2 In queue: Weak 0 |
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。
5、总结
Java4种引用的级别由高到低依次为:强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用。通过图来看一下他们之间在垃圾回收时的区别: