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Java 7之基礎 - 強引用、弱引用、軟引用、虛引用

1、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:

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  1. Object o=new Object();   //  強引用  

      當記憶體空間不足,Java虛拟機甯願抛出OutOfMemoryError錯誤,使程式異常終止,也不會靠随意回收具有強引用的對象來解決記憶體不足的問題。如果不使用時,要通過如下方式來弱化引用,如下: [java]  view plain  copy

  1. o=null;     // 幫助垃圾收集器回收此對象  

      顯式地設定o為null,或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。具體什麼時候收集這要取決于gc的算法。

舉例:

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

在一個方法的内部有一個強引用,這個引用儲存在棧中,而真正的引用内容(Object)儲存在堆中。當這個方法運作完成後就會退出方法棧,則引用内容的引用不存在,這個Object會被回收。

但是如果這個o是全局的變量時,就需要在不用這個對象時指派為null,因為強引用不會被垃圾回收。

強引用在實際中有非常重要的用處,舉個ArrayList的實作源代碼:

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  1. private transient Object[] elementData;  
  2. public void clear() {  
  3.         modCount++;  
  4.         // Let gc do its work  
  5.         for (int i = 0; i < size; i++)  
  6.             elementData[i] = null;  
  7.         size = 0;  
  8. }  

在ArrayList類中定義了一個私有的變量elementData數組,在調用方法清空數組時可以看到為每個數組内容指派為null。不同于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重新的記憶體配置設定。 使用如clear()方法中釋放記憶體的方法對數組中存放的引用類型特别适用,這樣就可以及時釋放記憶體。

2、軟引用(SoftReference)

        如果一個對象隻具有軟引用,則記憶體空間足夠,垃圾回收器就不會回收它;如果記憶體空間不足了,就會回收這些對象的記憶體。隻要垃圾回收器沒有回收它,該對象就可以被程式使用。軟引用可用來實作記憶體敏感的高速緩存。   

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  1. String str=new String("abc");                                     // 強引用  
  2. SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str);     // 軟引用    

      當記憶體不足時,等價于:

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  1. If(JVM.記憶體不足()) {  
  2.    str = null;  // 轉換為軟引用  
  3.    System.gc(); // 垃圾回收器進行回收  
  4. }  

虛引用在實際中有重要的應用,例如浏覽器的後退按鈕。按後退時,這個後退時顯示的網頁内容是重新進行請求還是從緩存中取出呢?這就要看具體的實作政策了。

(1)如果一個網頁在浏覽結束時就進行内容的回收,則按後退檢視前面浏覽過的頁面時,需要重新建構

(2)如果将浏覽過的網頁存儲到記憶體中會造成記憶體的大量浪費,甚至會造成記憶體溢出

這時候就可以使用軟引用

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  1. Browser prev = new Browser();               // 擷取頁面進行浏覽  
  2. SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏覽完畢後置為軟引用         
  3. if(sr.get()!=null){   
  4.     rev = (Browser) sr.get();           // 還沒有被回收器回收,直接擷取  
  5. }else{  
  6.     prev = new Browser();               // 由于記憶體吃緊,是以對軟引用的對象回收了  
  7.     sr = new SoftReference(prev);       // 重新建構  
  8. }  

這樣就很好的解決了實際的問題。

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

3、弱引用(WeakReference)

      弱引用與軟引用的差別在于:隻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記憶體區域的過程中,一旦發現了隻具有弱引用的對象,不管目前記憶體空間足夠與否,都會回收它的記憶體。不過,由于垃圾回收器是一個優先級很低的線程,是以不一定會很快發現那些隻具有弱引用的對象。

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

當垃圾回收器進行掃描回收時等價于:

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

   如果這個對象是偶爾的使用,并且希望在使用時随時就能擷取到,但又不想影響此對象的垃圾收集,那麼你應該用 Weak Reference 來記住此對象。   

   下面的代碼會讓str再次變為一個強引用:

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  1. String  abc = abcWeakRef.get();  

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虛拟機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。

當你想引用一個對象,但是這個對象有自己的生命周期,你不想介入這個對象的生命周期,這時候你就是用弱引用。

這個引用不會在對象的垃圾回收判斷中産生任何附加的影響。

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  1. public class ReferenceTest {  
  2.     private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>();  
  3.     public static void checkQueue() {  
  4.         Reference<? extends VeryBig> ref = null;  
  5.         while ((ref = rq.poll()) != null) {  
  6.             if (ref != null) {  
  7.                 System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);  
  8.             }  
  9.         }  
  10.     }  
  11.     public static void main(String args[]) {  
  12.         int size = 3;  
  13.         LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();  
  14.         for (int i = 0; i < size; i++) {  
  15.             weakList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));  
  16.             System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast());  
  17.         }  
  18.         System.gc();   
  19.         try { // 下面休息幾分鐘,讓上面的垃圾回收線程運作完成  
  20.             Thread.currentThread().sleep(6000);  
  21.         } catch (InterruptedException e) {  
  22.             e.printStackTrace();  
  23.         }  
  24.         checkQueue();  
  25.     }  
  26. }  
  27. class VeryBig {  
  28.     public String id;  
  29.     // 占用空間,讓線程進行回收  
  30.     byte[] b = new byte[2 * 1024];  
  31.     public VeryBig(String id) {  
  32.         this.id = id;  
  33.     }  
  34.     protected void finalize() {  
  35.         System.out.println("Finalizing VeryBig " + id);  
  36.     }  
  37. }  
  38. class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig> {  
  39.     public String id;  
  40.     public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) {  
  41.         super(big, rq);  
  42.         this.id = big.id;  
  43.     }  
  44.     protected void finalize() {  
  45.         System.out.println("Finalizing VeryBigWeakReference " + id);  
  46.     }  
  47. }  

最後的輸出結果為:

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  1. Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@1641c0  
  2. Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@136ab79  
  3. Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@33c1aa  
  4. Finalizing VeryBig Weak 2  
  5. Finalizing VeryBig Weak 1  
  6. Finalizing VeryBig Weak 0  
  7. In queue: Weak 1  
  8. In queue: Weak 2  
  9. In queue: Weak 0  

4、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,虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用,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器回收。

    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差別在于: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,就會在回收對象的記憶體之前,把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。

5、總結

 Java4種引用的級别由高到低依次為:

強引用  >  軟引用  >  弱引用  >  虛引用

通過圖來看一下他們之間在垃圾回收時的差別:

Java 7之基礎 - 強引用、弱引用、軟引用、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來标記存活的對象,然後将某些不可達的對象和一些引用的對象進行回收,如果對這方面不是很了解,可以參考如下的文章:

傳送門:Java記憶體管理  http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/category/1907599

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 對象的一般狀态 JVM停止運作時終止
軟引用 在記憶體不足時 對象緩存 記憶體不足時終止
弱引用 在垃圾回收時 對象緩存 gc運作後終止
虛引用 Unknown Unknown Unknown

原文:http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475

參考文獻:

1、http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3154474.html

2、http://blog.csdn.net/lifetragedy?viewmode=contents