JVM系列之三 再談引用

前言

上篇文章已經介紹了JVM的垃圾回收算法與收集器的實現，垃圾回收算法的基石是引用可達性分析，引用的概念就顯得尤其重要，本文就再談一談引用。

1、引用是什麼？

Java中的引用至關於C++語言中的指針，經過指針/引用能夠定位到另外一塊內存地址中保存的數據，二者的不一樣點在於C++語言中的指針分配的內存須要程序員編碼回收，而Java中的引用則是 「自動」 回收內存。

對於JVM的垃圾回收算法而言，引用的類型決定着被引用的對象的生命週期。

2、引用的類型

引用的類型按引用從強到弱排序包含：強引用（「Strong」 Reference）、軟引用（SoftReference）、弱引用（WeakReference）、虛引用（PhantomReference），對應 Java API 文檔中的 java.lang.ref 包中。

強、弱、軟引用類型之間是能夠直接進行轉換的，這幾種引用不在指向任何對象，而且在 finalize 方法執行後會轉換成虛引用，最後被回收。

一、強引用（「Strong」 Reference）

強引用就是最多見經過 new 關鍵字建立返回的引用，只要強引用指向着對象，那麼垃圾收集器就不會回收此對象。

只有顯示地將引用賦值爲 null 或超過做用域，才能被垃圾回收器收集，回收時機要與具體的回收策略有關。

二、軟引用（SoftReference）

軟引用相較強引用弱一些，當JVM認爲堆內存不足時，垃圾收集器確保在拋出OutOfMemoryError 前，清理軟引用指向的對象。

軟引用一般用於實現內存敏感的緩存，當內存足夠時，可保留緩存；當內存不足時，及時清理緩存，以避免耗盡內存。

三、弱引用（WeakReference）

弱引用比軟引用還要弱，提供非強制的映射關係，會被 JVM 擇機清理。

好比維護一個對象，若是取獲得就使用，取不到就從新實例化。相比軟引用實現的緩存更不容易出現 OutOfMemoryError，經常出如今各大流行框架中做緩存實現。

四、虛引用（PhantomReference）

虛引用又稱幻象引用，是引用類型中最弱的一種，什麼時候被 JVM 回收也不肯定，甚至於經過虛引用沒法獲取引用的對象。

只用於確保在 finalize方法執行後作一些後續操做，如清理等。

3、引用的可達性

對應不一樣引用的強弱，能夠分爲 強可達、軟可達、弱可達、虛可達，除此以外還有不可達 五種可達性級別（reachability level）。

一、強可達（Strongly Reachable）

強引用對應的可達性級別，由一個或多個線程經過強引用訪問獲得。一般來講一個線程建立了強引用對象，那麼這個線程對這個對象就是強可達。

二、軟可達（Softly Reachable）

軟引用對應的可達性級別，即只能經過軟引用獲取對象時。

三、弱可達（Weakly Reachable）

弱引用對應的可達性級別，沒法強引用、軟引用訪問，只能經過弱引用訪問的對象，可達性級別爲弱可達。是最接近 finalize 方法執行前的可達性級別。

四、虛可達（Phantom Reachable）

虛引用（幻象引用）對應的可達性級別，沒有強引用、軟引用、弱引用關聯的對象，通過 finalize 後，只有虛引用引用的對象，可達性級別爲虛引用。

五、不可達（unreachable）

沒有任何引用關聯的對象，可達性級別爲不可達，可直接被垃圾收集器清理。

總結

經過對引用可達性分析，垃圾收集器能夠在合適的時機回收一些不是很緊要的對象，防止內存了溢出的出現。

關於引用類型，總結以下：

1. 強引用，只要對象引用可達，對象使用的內存就一直被佔用。
2. 軟引用，對象使用的內存一直佔用，直到 JVM 認爲有必要回收內存。
3. 弱引用，對象使用的內存一直佔用，直到下一次 GC。
4. 虛引用，執行 get 方法永遠返回空，能夠在 finalize 方法執行後作一些操做。

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