在Java中提供了四个级别的引用:强引用,软引用,弱引用和虚引用。在这四个引用类型中,只有强引用FinalReference类是包内可见,其他三种引用类型均为public,可以在应用程序中直接使用。引用类型的类结构如图所示。
1.强引用
Java中的引用,类似C语言中最难的指针。(我是C语言入门编程,指针的概念还是很深入我心。)通过引用,可以对堆中的对象进行操作。如:
StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Helloword");
变量str指向StringBuffer实例所在的堆空间,通过str可以操作该对象。
强引用的特点:
强引用可以直接访问目标对象。
强引用所指向的对象在任何时候都不会被系统回收。JVM宁愿抛出OOM异常,也不会回收强引用所指向的对象。
强引用可能导致内存泄漏。
2.软引用
软引用是除了强引用外,最强的引用类型。可以通过java.lang.ref.SoftReference使用软引用。一个持有软引用的对象,不会被JVM很快回收,JVM会根据当前堆的使用情况来判断何时回收。当堆使用率临近阈值时,才会去回收软引用的对象。因此,软引用可以用于实现对内存敏感的高速缓存。
SoftReference的特点是它的一个实例保存对一个Java对象的软引用, 该软引用的存在不妨碍垃圾收集线程对该Java对象的回收。也就是说,一旦SoftReference保存了对一个Java对象的软引用后,在垃圾线程对 这个Java对象回收前,SoftReference类所提供的get()方法返回Java对象的强引用。一旦垃圾线程回收该Java对象之后,get()方法将返回null。
下面举一个例子说明软引用的使用方法。
在你的IDE设置参数 -Xmx2m -Xms2m规定堆内存大小为2m。
@Test
public void test3(){
MyObject obj = new myObject();
SoftReference sf &#61; new SoftReference<>(obj);
obj &#61; null;
System.gc();
// byte[] bytes &#61; new byte[1024*100];
// System.gc();
System.out.println("是否被回收"&#43;sf.get());
}
运行结果&#xff1a;
是否被回收cn.zyzpp.MyObject&#64;42110406
打开被注释掉的new byte[1024*100]语句&#xff0c;这条语句请求一块大的堆空间&#xff0c;使堆内存使用紧张。并显式的再调用一次GC&#xff0c;结果如下&#xff1a;
是否被回收null
说明在系统内存紧张的情况下&#xff0c;软引用被回收。
3.弱引用
弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。在系统GC时&#xff0c;只要发现弱引用&#xff0c;不管系统堆空间是否足够&#xff0c;都会将对象进行回收。在java中&#xff0c;可以用java.lang.ref.WeakReference实例来保存对一个Java对象的弱引用。
public void test3(){
MyObject obj &#61; new MyObject();
WeakReference sf &#61; new WeakReference(obj);
obj &#61; null;
System.out.println("是否被回收"&#43;sf.get());
System.gc();
System.out.println("是否被回收"&#43;sf.get());
}
运行结果&#xff1a;
是否被回收cn.zyzpp.MyObject&#64;42110406
是否被回收null
软引用&#xff0c;弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据&#xff0c;如果这么做&#xff0c;当系统内存不足时&#xff0c;这些缓存数据会被回收&#xff0c;不会导致内存溢出。而当内存资源充足时&#xff0c;这些缓存数据又可以存在相当长的时间&#xff0c;从而起到加速系统的作用。
4.虚引用
虚引用是所有类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象&#xff0c;和没有引用几乎是一样的&#xff0c;随时可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时&#xff0c;总是会失败。并且&#xff0c;虚引用必须和引用队列一起使用&#xff0c;它的作用在于跟踪垃圾回收过程。
当垃圾回收器准备回收一个对象时&#xff0c;如果发现它还有虚引用&#xff0c;就会在垃圾回收后&#xff0c;销毁这个对象&#xff0c;将这个虚引用加入引用队列。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用&#xff0c;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&#xff0c;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。
public void test3(){
MyObject obj &#61; new MyObject();
ReferenceQueue referenceQueue &#61; new ReferenceQueue<>();
PhantomReference sf &#61; new PhantomReference<>(obj,referenceQueue);
obj &#61; null;
System.out.println("是否被回收"&#43;sf.get());
System.gc();
System.out.println("是否被回收"&#43;sf.get());
}
运行结果&#xff1a;
是否被回收null
是否被回收null
对虚引用的get()操作&#xff0c;总是返回null&#xff0c;因为sf.get()方法的实现如下&#xff1a;
public T get() {
return null;
}
5.WeakHashMap类及其实现
WeakHashMap类在java.util包内&#xff0c;它实现了Map接口&#xff0c;是HashMap的一种实现&#xff0c;它使用弱引用作为内部数据的存储方案。WeakHashMap是弱引用的一种典型应用&#xff0c;它可以作为简单的缓存表解决方案。
一下两段代码分别使用WeakHashMap和HashMap保存大量的数据&#xff1a;
&#64;Test
public void test4(){
Map map;
map &#61; new WeakHashMap();
for (int i &#61;0;i<10000;i&#43;&#43;){
map.put("key"&#43;i,new byte[i]);
}
// map &#61; new HashMap();
// for (int i &#61;0;i<10000;i&#43;&#43;){
// map.put("key"&#43;i,new byte[i]);
//}
}
使用-Xmx2M限定堆内存&#xff0c;使用WeakHashMap的代码正常运行结束&#xff0c;而使用HashMap的代码段抛出异常
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
由此可见&#xff0c;WeakHashMap会在系统内存紧张时使用弱引用&#xff0c;自动释放掉持有弱引用的内存数据。
但如果WeakHashMap的key都在系统内持有强引用&#xff0c;那么WeakHashMap就退化为普通的HashMap&#xff0c;因为所有的表项都无法被自动清理。