2. 程式人生 > >Java基礎篇 - 強引用、弱引用、軟引用和虛引用

Java基礎篇 - 強引用、弱引用、軟引用和虛引用

阿新 • • 發佈：2018-09-24
splay 查看 tla 之前 for 應用 幹貨 程序 策略

前言

Java執行GC判斷對象是否存活有兩種方式其中一種是引用計數。

引用計數：Java堆中每一個對象都有一個引用計數屬性，引用每新增1次計數加1，引用每釋放1次計數減1。

在JDK 1.2以前的版本中，若一個對象不被任何變量引用，那麽程序就無法再使用這個對象。也就是說，只有對象處於(reachable)可達狀態，程序才能使用它。

從JDK 1.2版本開始，對象的引用被劃分為4種級別，從而使程序能更加靈活地控制對象的生命周期。這4種級別由高到低依次為：強引用、軟引用、弱引用和虛引用。

技術分享圖片

正文

(一) 強引用(StrongReference)

強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器

絕不會回收它。如下：

1
 
Object strongReference = new Object();

當內存空間不足時，Java虛擬機寧願拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足的問題。
如果強引用對象不使用時，需要弱化從而使GC能夠回收，如下：

1
 
strongReference = null;

顯式地設置strongReference對象為null，或讓其超出對象的生命周期範圍，則gc認為該對象不存在引用，這時就可以回收這個對象。具體什麽時候收集這要取決於GC算法。

1
2
3
4
 
public void test() {
    Object strongReference = new Object();
    // 省略其他操作
}

在一個方法的內部有一個強引用，這個引用保存在Java棧中，而真正的引用內容(Object)保存在Java堆中。
當這個方法運行完成後，就會退出方法棧，則引用對象的引用數為0，這個對象會被回收。

但是如果這個strongReference是全局變量時，就需要在不用這個對象時賦值為null，因為強引用不會被垃圾回收。

ArrayList的Clear方法：

技術分享圖片

在ArrayList類中定義了一個elementData數組，在調用clear方法清空數組時，每個數組元素被賦值為null。
不同於elementData=null，強引用仍然存在，避免在後續調用add()等方法添加元素時進行內存的重新分配

。
使用如clear()方法內存數組中存放的引用類型進行內存釋放特別適用，這樣就可以及時釋放內存。

(二) 軟引用(SoftReference)

如果一個對象只具有軟引用，則內存空間充足時，垃圾回收器就不會回收它；如果內存空間不足了，就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。

軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。

1
2
3
4
5
 
// 強引用
String strongReference = new String("abc");
// 軟引用
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<String>(str);

軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用。如果軟引用所引用對象被垃圾回收，JAVA虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
 
ReferenceQueue<String> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<>(str, referenceQueue);

str = null;
// Notify GC
System.gc();

System.out.println(softReference.get()); // abc

Reference<? extends String> reference = referenceQueue.poll();
System.out.println(reference); //null

註意：軟引用對象是在jvm內存不夠的時候才會被回收，我們調用System.gc()方法只是起通知作用，JVM什麽時候掃描回收對象是JVM自己的狀態決定的。就算掃描到軟引用對象也不一定會回收它，只有內存不夠的時候才會回收。

當內存不足時，JVM首先將軟引用中的對象引用置為null，然後通知垃圾回收器進行回收：

1
2
3
4
5
6
 
if(JVM內存不足) {
    // 將軟引用中的對象引用置為null
    str = null;
    // 通知垃圾回收器進行回收
    System.gc();
}

也就是說，垃圾收集線程會在虛擬機拋出OutOfMemoryError之前回收軟引用對象，而且虛擬機會盡可能優先回收長時間閑置不用的軟引用對象。對那些剛構建的或剛使用過的“較新的”軟對象會被虛擬機盡可能保留，這就是引入引用隊列ReferenceQueue的原因。

應用場景：

瀏覽器的後退按鈕。按後退時，這個後退時顯示的網頁內容是重新進行請求還是從緩存中取出呢？這就要看具體的實現策略了。

  1. 如果一個網頁在瀏覽結束時就進行內容的回收，則按後退查看前面瀏覽過的頁面時，需要重新構建；
  2. 如果將瀏覽過的網頁存儲到內存中會造成內存的大量浪費，甚至會造成內存溢出。

這時候就可以使用軟引用，很好的解決了實際的問題：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
 
// 獲取瀏覽器對象進行瀏覽
Browser browser = new Browser();
// 從後臺程序加載瀏覽頁面
BrowserPage page = browser.getPage();
// 將瀏覽完畢的頁面置為軟引用
SoftReference softReference = new SoftReference(page);

// 回退或者再次瀏覽此頁面時
if(softReference.get() != null) {
    // 內存充足，還沒有被回收器回收，直接獲取緩存
    page = softReference.get();
} else {
    // 內存不足，軟引用的對象已經回收
    page = browser.getPage();
    // 重新構建軟引用
    softReference = new SoftReference(page);
}

(三) 弱引用(WeakReference)

弱引用與軟引用的區別在於：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中，一旦發現了只具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。不過，由於垃圾回收器是一個優先級很低的線程，因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。

1
2
3
 
String str = new String("abc");
WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str);
str = null;

JVM首先將軟引用中的對象引用置為null，然後通知垃圾回收器進行回收：

1
2
 
str = null;
System.gc();

註意：如果一個對象是偶爾(很少)的使用，並且希望在使用時隨時就能獲取到，但又不想影響此對象的垃圾收集，那麽你應該用Weak Reference來記住此對象。

下面的代碼會讓一個弱引用再次變為一個強引用：

1
2
3
4
 
String str = new String("abc");
WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str);
// 弱引用轉強引用
String strongReference = weakReference.get();

同樣，弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。

簡單測試：

GCTarget.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
 
public class GCTarget {
    // 對象的ID
    public String id;

    // 占用內存空間
    byte[] buffer = new byte[1024];

    public GCTarget(String id) {
        this.id = id;
    }

    protected void finalize() throws Throwable {
        // 執行垃圾回收時打印顯示對象ID
        System.out.println("Finalizing GCTarget, id is : " + id);
    }
}

GCTargetWeakReference.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
 
public class GCTargetWeakReference extends WeakReference<GCTarget> {
    // 弱引用的ID
    public String id;

    public GCTargetWeakReference(GCTarget gcTarget,
              ReferenceQueue<? super GCTarget> queue) {
        super(gcTarget, queue);
        this.id = gcTarget.id;
    }

    protected void finalize() {
        System.out.println("Finalizing GCTargetWeakReference " + id);
    }
}

WeakReferenceTest.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
 
public class WeakReferenceTest {
    // 弱引用隊列
    private final static ReferenceQueue<GCTarget> REFERENCE_QUEUE = new ReferenceQueue<>();

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<GCTargetWeakReference> gcTargetList = new LinkedList<>();

        // 創建弱引用的對象，依次加入鏈表中
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            GCTarget gcTarget = new GCTarget(String.valueOf(i));
            GCTargetWeakReference weakReference = new GCTargetWeakReference(gcTarget,
                REFERENCE_QUEUE);
            gcTargetList.add(weakReference);

            System.out.println("Just created GCTargetWeakReference obj: " +
                gcTargetList.getLast());
        }

        // 通知GC進行垃圾回收
        System.gc();

        try {
            // 休息幾分鐘，等待上面的垃圾回收線程運行完成
            Thread.sleep(6000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 檢查關聯的引用隊列是否為空
        Reference<? extends GCTarget> reference;
        while((reference = REFERENCE_QUEUE.poll()) != null) {
            if(reference instanceof GCTargetWeakReference) {
                System.out.println("In queue, id is: " +
                    ((GCTargetWeakReference) (reference)).id);
            }
        }
    }
}

運行WeakReferenceTest.java，運行結果如下：

技術分享圖片

可見WeakReference對象的生命周期基本由垃圾回收器決定，一旦垃圾回收線程發現了弱引用對象，在下一次GC過程中就會對其進行回收。

(四) 虛引用(PhantomReference)

虛引用顧名思義，就是形同虛設。與其他幾種引用都不同，虛引用並不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那麽它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。

應用場景：

虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。
虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在於：

虛引用必須和引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時，如果發現它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。

1
2
3
4
 
String str = new String("abc");
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
// 創建虛引用，要求必須與一個引用隊列關聯
PhantomReference pr = new PhantomReference(str, queue);

程序可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用，來了解被引用的對象是否將要進行垃圾回收。如果程序發現某個虛引用已經被加入到引用隊列，那麽就可以在所引用的對象的內存被回收之前采取必要的行動。

總結

Java中4種引用的級別和強度由高到低依次為：強引用 -> 軟引用 -> 弱引用 -> 虛引用

當垃圾回收器回收時，某些對象會被回收，某些不會被回收。垃圾回收器會從根對象Object來標記存活的對象，然後將某些不可達的對象和一些引用的對象進行回收。

通過表格來說明一下，如下：

引用類型被垃圾回收時間用途生存時間
強引用 從來不會 對象的一般狀態 JVM停止運行時終止
軟引用 當內存不足時 對象緩存 內存不足時終止
弱引用 正常垃圾回收時 對象緩存 垃圾回收後終止
虛引用 正常垃圾回收時 跟蹤對象的垃圾回收 垃圾回收後終止

歡迎關註技術公眾號： 零壹技術棧

技術分享圖片

本帳號將持續分享後端技術幹貨，包括虛擬機基礎，多線程編程，高性能框架，異步、緩存和消息中間件，分布式和微服務，架構學習和進階等學習資料和文章。

Java基礎篇 - 強引用、弱引用、軟引用和虛引用

相關推薦

Java基礎篇 - 強引用、弱引用、軟引用和虛引用

splay 查看 tla 之前 for 應用 幹貨 程序 策略 前言 Java執行GC判斷對象是否存活有兩種方式其中一種是引用計數。 引用計數：Java堆中每一個對象都有一個引用計數屬性，引用每新增1次計數加1，引用每釋放1次計數減1。 在JDK 1.2以前的版本中，若

Java基礎篇（一）--- 資料型別、函式、控制符

基本資料型別 1.整數型別： byte(1 位元組 ), short(2 位元組 ), int(4 位元組 ), long(8 位元組 ) 1位元組=8位,而每一個數的第一位為符號位,並且-0(負零)用-128表示，所以byte的範圍為：-2^(位元組8-1) --> 2^(位元組

JAVA基礎：強引用、軟引用、弱引用、虛引用

生活 任何傻瓜都能寫出計算機可以理解的程式碼。好的程式設計師能寫出人能讀懂的程式碼。 前言 在JAVA中，開發人員不需要像C開發人員那樣手動去管理記憶體中物件的生命週期，但是如果需要某些物件具備一定的生命週期（當記憶體不足的時候可以回收一些沒有必要的物件，從而規避一些OOM的風險

java中強引用、軟引用、弱應用、虛引用

虛引用：“虛引用”顧名思義，就是形同虛設，與其他幾種引用都不同，虛引用並不會決定物件的生命週期。如果一個物件 僅持有虛引用，那麼它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收。 虛引用主要用來跟蹤物件被垃圾回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在於：虛引用必須和引用佇列 （ReferenceQue

Java中的強引用、軟引用、弱引用和虛引用及其例項

在《深入理解Java虛擬機器（第二版）》3.2.3節：再談引用 中，介紹了Java中的幾種引用： 在JDK 1.2以前，Java中的引用的定義很傳統：如果reference型別的資料中儲存的數值代表的是另外一塊記憶體的起始地址，就稱這塊記憶體代表著一

Java物件的強、軟、弱和虛引用原理+結合ReferenceQueue物件構造Java物件的快取記憶體器

轉自：http://blog.csdn.net/lyfi01/article/details/6415726 1．Java物件的強、軟、弱和虛引用 在JDK 1.2以前的版本中，若一個物件不被任何變數引用，那麼程式就無法再使用這個物件。也就是說，只有物件處於可觸及（re

Java 的引用型別有哪幾種：強引用、軟引用、弱引用和虛引用

Java雖然有記憶體管理機制，但仍應該警惕記憶體洩露的問題。例如物件池、快取中的過期物件都有可能引發記憶體洩露的問題。 從JDK1.2版本開始，加入了物件的幾種引用級別，從而使程式能夠更好的控制物件的生命週期，幫助開發者能夠更好的緩解和處理記憶體洩露的問題。 這幾種

Java強、軟、弱和虛引用及GC Root——記憶體優化（一）

你也可以檢視我的其他同類文章，也會讓你有一定的收貨！ 記憶體優化 記憶體優化的兩個主要方向： 記憶體洩露：已經沒有使用的物件，GC Root 還對其保持強引用，導致GC無法回收。 記憶體抖動：頻繁的建立物件，導致 GC 頻率較高，導致應用的卡頓

java中強、軟、弱和虛引用應用

   首先，我們看一個僱員資訊查詢系統的例項。我們將使用一個Java語言實現的僱員資訊查詢系統查詢儲存在磁碟檔案或者資料庫中的僱員人事檔案資訊。作為一個使用者，我們完全有可能需要回頭去檢視幾分鐘甚至幾秒鐘前檢視過的僱員檔案資訊(同樣，我們在瀏覽WEB頁面的時候也經常會使用“後退”按鈕)。這時我們通常會有兩種程

Java物件的強、軟、弱和虛引用

⑴強引用（StrongReference） 強引用是使用最普遍的引用。如果一個物件具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。當記憶體空間不足，Java虛擬機器寧願丟擲OutOfMemoryError錯誤，使程式異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的物件來解決記憶體不足的問題。

Java中的強引用，軟引用，弱引用和虛引用

從JDK1.2版本開始，把物件的引用分為四種級別，從而使程式能更加靈活的控制物件的生命週期。這四種級別由高到低依次為：強引用、軟引用、弱引用和虛引用。 一、強引用 如果一個物件具有強引用，那就類似於必不可少的生活用品，垃圾回收器絕不會回收它。當記憶體空 間不足，Java虛

java物件的強引用，軟引用，弱引用和虛引用

     眾所周知，java中是JVM負責記憶體的分配和回收，這是它的優點（使用方便，程式不用再像使用c那樣操心記憶體），但同時也是它的缺點（不夠靈活）。為了解決記憶體操作不靈活這個問題，可以採用軟引用等方法。      在JDK1.2以前的版本中，當一個物件不被任何變數引

android中四大引用的區別，強引用、軟引用、弱引用和虛引用

強引用：使用的內容不可被回收，直到出現out of memory錯誤，android中沒有任何關鍵字指定這種強引用。 軟引用：         如果一個物件只具有軟引用，那麼如果記憶體空間足夠，垃圾回收器就不會回收它；如果記憶體空間不足了，就會回收這些物件的記憶體。只要垃圾

詳解Java中物件的軟、弱和虛引用的區別

你知道Java中引用有幾種寫法嗎？逃~     對於大部分的物件而言，程式裡會有一個引用變數來引用該物件，這是最常見的引用方法。除此之外，java.lang.ref包下還提供了3個類：SoftReference、WeakReference和PhantomRe

java強引用,軟引用，弱引用和虛引用

開發十年，就只剩下這套架構體系了！ >>>   

Java學習日記基礎篇（六）—— 抽象類、接口、final

技術 註意事項 sys png put system 全局變量 它的 camera 抽象類 為什麽要有抽象類？ 　　因為父類方法有不確定性，我們在Animal中定義了一個方法，但是它會被子類的方法覆蓋掉，我們就不知道這個方法原本是做什麽的 1 public class

Java基礎篇之常量、變數、運算子

資料型別 ： Java中的基本型別功能簡單，不具備物件的特性，為了使基本型別具備物件的特性，所以出現了包裝類，就可以像操作物件一樣操作基本型別資料。 基本型別對應的包裝類 基本型別 byte int short long float double boolean char 包裝型別

Java基礎篇之順序、選擇、迴圈結構

程式流程  java程式語句執行的順序包括4種基本控制結構：順序結構、選擇結構、迴圈結構、異常處理邏輯結構。 順序結構  Java程式中，語句執行的基本順序按各語句出現的位置先後順序執行，即為順序結構。 例1：順序結構：已知三角形三邊，求三角形面積： pub

java基礎篇之-----------抽象類 、最終類、介面

一、抽象類： 我們把一類事物抽象出來，類中只宣告方法，不實現，這就是抽象類存在的意義； 抽象類： 含有抽象方法的類，被abstract 關鍵字修飾； 抽象方法：只有方法宣告沒有方法實體，被abstract關鍵字修飾； 注意要點： 1、抽象類沒有例項物件，只能通過別的類繼承實現抽象方法

Java基礎篇——靜態程式碼塊、靜態方法、靜態變數、構造方法、構造程式碼段相關

基本定義 靜態程式碼段 在Java類的設計中，如果某段程式碼想讓其只執行一次，比如一個HashMap的生成，一個數據庫連線池的產生，就可以把相關程式碼寫入static{}包裹的程式碼段中。這個程式碼段就叫靜態程式碼段，在專案啟動時就主動執行，即由虛擬機器內部完成呼叫，且只執