深入了解 Java中的軟引用，弱引用和虛引用

轉載來源：http://my.eoe.cn/ymcao/archive/3623.html

Java中的軟引用，弱引用和虛引用

　在Android的圖檔進行中，碰到的一個非常普遍的問題便是OOM錯誤 為此網上也有很多例子，而在之前的一篇轉載裡 提到了ListView中加載圖檔的ImageLoader，而其中有一處，使用到了名為SoftPreference的類 這是Java中的一個類 也就是所謂的軟引用 在查詢了相關的資料以後 會發現SoftPreference的特性，非常适合用來處理OOM引起的問題：

　　SoftReference、Weak Reference和PhantomRefrence分析和比較

　　本文将談一下對SoftReference（軟引用）、WeakReference（弱引用）和PhantomRefrence（虛引用）的了解，這三個類是對heap中java對象的應用，通過這個三個類可以和gc做簡單的互動。

　　強引用：

　　除了上面提到的三個引用之外，還有一個引用，也就是最長用到的那就是強引用。例如：

Object o=new Object();

Object o1=o;

　　上面代碼中第一句是在heap堆中建立新的Object對象通過o引用這個對象，第二句是通過o建立o1到new Object()這個heap堆中的對象的引用，這兩個引用都是強引用.隻要存在對heap中對象的引用，gc就不會收集該對象.如果通過如下代碼：

o=null;

o1=null;

　　如果顯式地設定o和o1為null，或超出範圍，則gc認為該對象不存在引用，這時就可以收集它了。可以收集并不等于就一會被收集，什麼時候收集這要取決于gc的算法，這要就帶來很多不确定性。例如你就想指定一個對象，希望下次gc運作時把它收集了，那就沒辦法了，有了其他的三種引用就可以做到了。其他三種引用在不妨礙gc收集的情況下，可以做簡單的互動。

　　heap中對象有強可及對象、軟可及對象、弱可及對象、虛可及對象和不可到達對象。應用的強弱順序是強、軟、弱、和虛。對于對象是屬于哪種可及的對象，由他的最強的引用決定。如下：

String abc=new String("abc"); //1

SoftReference abcSoftRef=new SoftReference(abc); //2

WeakReference abcWeakRef = new WeakReference(abc); //3

abc=null; //4

abcSoftRef.clear();//5

　　第一行在heap對中建立内容為“abc”的對象，并建立abc到該對象的強引用,該對象是強可及的。

　　第二行和第三行分别建立對heap中對象的軟引用和弱引用，此時heap中的對象仍是強可及的。

　　第四行之後heap中對象不再是強可及的，變成軟可及的。同樣第五行執行之後變成弱可及的。

　　SoftReference（軟引用）

　　軟引用是主要用于記憶體敏感的高速緩存。在jvm報告記憶體不足之前會清除所有的軟引用，這樣以來gc就有可能收集軟可及的對象，可能解決記憶體吃緊問題，避免記憶體溢出。什麼時候會被收集取決于gc的算法和gc運作時可用記憶體的大小。當gc決定要收集軟引用是執行以下過程,以上面的abcSoftRef為例：

　　1、首先将abcSoftRef的referent設定為null，不再引用heap中的new String("abc")對象。

　　2、将heap中的new String("abc")對象設定為可結束的(finalizable)。

　　3、當heap中的new String("abc")對象的finalize()方法被運作而且該對象占用的記憶體被釋放， abcSoftRef被添加到它的ReferenceQueue中。

　　注:對ReferenceQueue軟引用和弱引用可以有可無，但是虛引用必須有，參見：

Reference(T paramT, ReferenceQueue<? super T>paramReferenceQueue)

　　被 Soft Reference 指到的對象，即使沒有任何 Direct Reference，也不會被清除。一直要到 JVM 記憶體不足且 沒有 Direct Reference 時才會清除，SoftReference 是用來設計 object-cache 之用的。如此一來 SoftReference 不但可以把對象 cache 起來，也不會造成記憶體不足的錯誤 （OutOfMemoryError）。我覺得 Soft Reference 也适合拿來實作 pooling 的技巧。

1	A obj = new A();

SoftRefenrence sr = new SoftReference(obj);

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//引用時 if(sr!=null){ obj = sr.get(); }else{ obj = new A(); sr = new SoftReference(obj); }

　弱引用

　　當gc碰到弱可及對象，并釋放abcWeakRef的引用，收集該對象。但是gc可能需要對此運用才能找到該弱可及對象。通過如下代碼可以了明了的看出它的作用：

String abc=new String("abc");

WeakReference abcWeakRef = new WeakReference(abc);

abc=null;

System.out.println("before gc: "+abcWeakRef.get());

System.gc();

System.out.println("after gc: "+abcWeakRef.get());

　　運作結果：

　　before gc: abc

　　after gc: null

　　gc收集弱可及對象的執行過程和軟可及一樣，隻是gc不會根據記憶體情況來決定是不是收集該對象。

　　如果你希望能随時取得某對象的資訊，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，而不是用一般的 reference。

A obj = new A();

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WeakReference wr = new WeakReference(obj); obj = null; //等待一段時間，obj對象就會被垃圾回收

　　...

　　if (wr.get()==null) {

　　System.out.println("obj 已經被清除了 ");

　　} else {

　　System.out.println("obj 尚未被清除，其資訊是 "+obj.toString());

　　}

　　...

}

　　在此例中，透過 get() 可以取得此 Reference 的所指到的對象，如果傳回值為 null 的話，代表此對象已經被清除。

　　這類的技巧，在設計 Optimizer 或 Debugger 這類的程式時常會用到，因為這類程式需要取得某對象的資訊，但是不可以 影響此對象的垃圾收集。

　　PhantomRefrence（虛引用）

　　虛顧名思義就是沒有的意思，建立虛引用之後通過get方法傳回結果始終為null，通過源代碼你會發現，虛引用通向會把引用的對象寫進referent，隻是get方法傳回結果為null。先看一下和gc互動的過程在說一下他的作用。

　　1 不把referent設定為null，直接把heap中的new String("abc")對象設定為可結束的(finalizable).

　　2 與軟引用和弱引用不同，先把PhantomRefrence對象添加到它的ReferenceQueue中，然後在釋放虛可及的對象。

　　你會發現在收集heap中的new String("abc")對象之前，你就可以做一些其他的事情。通過以下代碼可以了解他的作用。

import java.lang.ref.PhantomReference;

import java.lang.ref.Reference;

import java.lang.ref.ReferenceQueue;

import java.lang.reflect.Field;

public class Test {

public static boolean isRun = true;

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public static void main(String[] args) throws Exception { String abc = new String("abc"); System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode()); final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>(); new Thread() { public void run() { while (isRun) { Object o = referenceQueue.poll(); if (o != null) { try { Field rereferent = Reference.class .getDeclaredField("referent"); rereferent.setAccessible(true); Object result = rereferent.get(o); System.out.println("gc will collect:" + result.getClass() + "@" + result.hashCode()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } } }.start(); PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc, referenceQueue); abc = null; Thread.currentThread().sleep(3000); System.gc(); Thread.currentThread().sleep(3000); isRun = false; }

}

　　結果為：

　　class java.[email protected]

　　gc will collect:class [email protected]