Java中四种引用详解

java 中的 4 种引用方式,适用于不同的场景,重点需要理解虚引用,结合文字和代码

强引用

被强引用的对象,不会被垃圾回收器回收,JVM 宁愿抛出 OOM 也不会去回收被强引用的对象;

M m = new M();

软引用

当堆空间够用时,GC 不会对软引用的对象进行回收,当堆空间不足以分配新的空间时,触发 GC 就会对这部分对象进行回收,通常用在缓存等领域。将缓存对象使用软引用,空间不足的时候释放这部分空间,需要再次使用的时候,重新从 DB 中加载即可。

另外软引用可以配合队列(ReferenceQueue) 来使用,如果软引用引用的对象被垃圾回收,JVM 会把软引用加入到与之关联的引用队列中。

/**

* 软引用:一般用在缓存,只要空间不足,GC 跑起来就会回收它

* 运行参数 -Xmx200m -XX:+PrintGC

* Created by etfox on 2021/03/01 17:06

**/

public class TestSoftReference {

public static void main(String[] ags) throws InterruptedException {

//100M的缓存数据

byte[] cacheData = new byte[100 * 1024 * 1024];

//将缓存数据用软引用持有

SoftReference<byte[]> cacheRef = new SoftReference<>(cacheData);

//将缓存数据的强引用去除

cacheData = null;

System.out.println("第一次GC前" + cacheData);

System.out.println("第一次GC前" + cacheRef.get());

//进行一次GC后查看对象的回收情况

System.gc();

//等待GC

Thread.sleep(500);

System.out.println("第一次GC后" + cacheData);

System.out.println("第一次GC后" + cacheRef.get());

//在分配一个120M的对象,看看缓存对象的回收情况

byte[] newData = new byte[120 * 1024 * 1024];

System.out.println("分配后" + cacheData);

System.out.println("分配后" + cacheRef.get());

}

}

console==>

[GC (Allocation Failure) 4120K->1055K(15872K), 0.0016237 secs]

[Full GC (Allocation Failure) 1055K->1054K(15872K), 0.0015426 secs]

第一次GC前null

第一次GC前[B@1973e9b

[Full GC (System.gc()) 103583K->103455K(118340K), 0.0015559 secs]

第一次GC后null

第一次GC后[B@1973e9b

[GC (Allocation Failure) 105575K->103455K(198016K), 0.0001733 secs]

[Full GC (Allocation Failure) 103455K->103455K(198016K), 0.0011860 secs]

[Full GC (Allocation Failure) 103455K->819K(198016K), 0.0012080 secs]

分配后null

分配后null

弱引用

弱引用的引用对象在每次 GC 时,不管当前堆内存大小,都会将这个对象清除。如果此对象偶尔使用,并且希望需要用到的时候可以获取到,但是又不希望影响这个对象的回收,就可以使用弱引用来描述对象。

当然弱引用也可以结合事件队列使用。

/**

* 弱引用:如果对象时偶尔使用,并且希望使用的时候就能获取到(get),但是又不想影响此对象的垃圾收集

* 可以引入队列

* Created by etfox on 2021/03/01 17:59

**/

public class TestWeakReference {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

//100M的缓存数据

byte[] cacheData = new byte[100 * 1024 * 1024];

//将缓存数据用软引用持有

WeakReference<byte[]> cacheRef = new WeakReference<>(cacheData);

System.out.println("第一次GC前" + cacheData);

System.out.println("第一次GC前" + cacheRef.get());

//进行一次GC后查看对象的回收情况

System.gc();

//等待GC

Thread.sleep(500);

System.out.println("第一次GC后" + cacheData);

System.out.println("第一次GC后" + cacheRef.get());

//将缓存数据的强引用去除

cacheData = null;

System.gc();

//等待GC

Thread.sleep(500);

System.out.println("第二次GC后" + cacheData);

System.out.println("第二次GC后" + cacheRef.get());

}

}

console==>

[GC (Allocation Failure) 3912K->1025K(15872K), 0.0016372 secs]

[Full GC (Allocation Failure) 1025K->1024K(15872K), 0.0014157 secs]

第一次GC前[B@1973e9b

第一次GC前[B@1973e9b

[Full GC (System.gc()) 103723K->103456K(118340K), 0.0016463 secs]

第一次GC后[B@1973e9b

第一次GC后[B@1973e9b

[Full GC (System.gc()) 105601K->1056K(198016K), 0.0012771 secs]

第二次GC后null

第二次GC后null

虚引用

虚引用,顾名思义是虚幻的,虚引用的对象并不能在 get 的时候获取到它。它也在我们日常开发中没有适用的场景,它的主要作用是用来跟踪一个对象的生命周期 (通常来说是直接内存 [JDK1.5 Java 中除了由 JVM 管理的空间,还可以在内存中直接分配对象]中的对象),一般使用在 JVM 的开发中,主要用来管理直接内存,因为直接内存通常 GC 无法管理这一块内存(C++ delete 完事),需要特殊处理。

例如 NIO 的 ByteBuffer.allocateDirect(1024); 分配内存到直接内存空间中,通常来说从网卡中读取的数据,由操作系统读取到直接内存中,在需要使用的时候,需要拷贝到 JVM 堆空间中,如果不使用 allocateDirect 就需要一个拷贝的过程,这是非常消耗时间的,

// |-- ---| | --------| |------------|

// | 网卡 | ==> | 直接内存 | == copy ==> | JVM 堆空间 |

// |--- --| | ------- | |------------|

使用直接存内存省略了拷贝的过程,俗称 nio 的 zero copy,但是直接内存中的对象在不需要使用的时候无法通过正常 GC 过程去管理这一块空间,所以用到了虚引用,

解释:

虚引用需要配合一个事件队列一起使用,JVM GC 的时候并不是说把虚引用的引用清理掉完事,而是说会把虚引用的引用放到事件队列当中,垃圾回收线程会时不时的去检查这个事件队列,看一下引用的回收过程需不需要做一些后续善后处理(例如清理直接内存中的对象,这玩意儿由实现人去弄)这就是虚引用的作用和含义了。

/**

* 虚引用:可以通过队列跟踪一个对象的生命周期,一般在写 JVM 相关的时候才会用到虚引用,主要用来管理直接内存(C++ delete 一下子完事)

* -Xmx20m -XX:+PrintGC

* Created by etfox on 2021/03/03 12:14

**/

public class TestPhantomReference {

private static final List<Object> LIST = new LinkedList<>();

private static final ReferenceQueue<M> QUEUE = new ReferenceQueue<>();

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

final PhantomReference<M> phantomReference = new PhantomReference<>(new M(), QUEUE);

// 永远都会返回 null

System.out.println(phantomReference.get());

// ByteBuffer.allocateDirect(1024); 分配内存到操作系统的空间,直接内存的空间, JDK 1.5

// 通常从网卡读取的数据,通常由系统读取到直接内存里面,如果想用,需要拷贝到 JVM 堆空间里

// 如果不使用 allocateDirect(直接内存) 就需要一个拷贝的过程,是非常消耗时间的

// |-- ---| | --------| |------------|

// | 网卡 | ==> | 直接内存 | == copy ==> | JVM 堆空间 |

// |--- --| | ------- | |------------|

// 使用直接内存省略了拷贝的过程,俗称 nio zero copy

// 但是直接内存中的对象在不再需要的时候无法由 JVM 去 GC 清理内存,所以用到了虚引用

// 虚引用需要和一个队列一起使用,JVM GC 时并不是说会把虚引用的引用清理,而是说会把虚引用的引用放到事件队列中

// 垃圾回收线程可以时不时的检查这个事件队列,看一下这个引用的回收过程需不需要做一些善后处理(例如清理直接内存的那个对象)

// 这就是虚引用的作用和含义

ByteBuffer b = ByteBuffer.allocateDirect(1024);

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

while (true) {

LIST.add(new byte[1024 * 1024]);

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(phantomReference.get());

}

}

}).start();

// 模拟垃圾回收线程

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

while (true) {

Reference<? extends M> poll = QUEUE.poll();

if (poll != null) {

System.out.println("虚引用对象被 JVM 回收了 " + poll);

}

}

}

}).start();

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static class M {

@Override

protected void finalize() throws Throwable {

System.out.println("当对象将被回收时, GC 会调用当前方法");

}

}

}

console==>

null

[GC (Allocation Failure) 3493K->1061K(15872K), 0.0017311 secs]

当对象将被回收时, GC 会调用当前方法

null

null

null

[GC (Allocation Failure) 4483K->4132K(15872K), 0.0020184 secs]

null

null

null

null

[GC (Allocation Failure) 8299K->8228K(15872K), 0.0017350 secs]

null

null

null

null

[GC (Allocation Failure) 12401K->12324K(17928K), 0.0016853 secs]

[Full GC (Allocation Failure) 12324K->12324K(17928K), 0.0011354 secs]

虚引用对象被 JVM 回收了 java.lang.ref.PhantomReference@d5fbc1

null

null

null

null

null

[Full GC (Allocation Failure) 17599K->17445K(19840K), 0.0019903 secs]

null

[Full GC (Allocation Failure) 18524K->18469K(19840K), 0.0011629 secs]

[Full GC (Allocation Failure) 18469K->18232K(19840K), 0.0022320 secs]

Exception in thread "Thread-0" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

at com.pangu.TestPhantomReference$1.run(TestPhantomReference.java:41)

at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注的更多内容!

以上是 Java中四种引用详解 的全部内容, 来源链接: www.h5w3.com/251776.html

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