Java 7之基礎 - 強引用、弱引用、軟引用、虛引用（轉）

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

一、強引用（StrongReference）
   

      強引用是使用最廣泛的引用。若是一個對象具備強引用，那垃圾回收器毫不會回收它。以下：

 

Object o=new Object(); // 強引用

      當內存空間不足，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備強引用的對象來解決內存不足的問題。若是不使用時，要經過以下方式來弱化引用，以下：

o=null; // 幫助垃圾收集器回收此對象

      顯式地設置o爲null，或超出對象的生命週期範圍，則gc認爲該對象不存在引用，這時就能夠回收這個對象。具體何時收集這要取決於gc的算法。

舉例：

 

1.  
   public void test(){
2.  
   Object o= new Object();
3.  
   // 省略其餘操做
4.  
   }

在一個方法的內部有一個強引用，這個引用保存在棧中，而真正的引用內容（Object）保存在堆中。當這個方法運行完成後就會退出方法棧，則引用內容的引用不存在，這個Object會被回收。

 

可是若是這個o是全局的變量時，就須要在不用這個對象時賦值爲null，由於強引用不會被垃圾回收。

 

強引用在實際中有很是重要的用處，舉個ArrayList的實現源代碼：

 

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能夠看到爲每一個數組內容賦值爲null。不一樣於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從新的內存分配。使用如clear()方法中釋放內存的方法對數組中存放的引用類型特別適用，這樣就能夠及時釋放內存。

 

二、軟引用（SoftReference）

    

        若是一個對象只具備軟引用，則內存空間足夠，垃圾回收器就不會回收它；若是內存空間不足了，就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就能夠被程序使用。軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。   

 

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

      當內存不足時，等價於：

 

 

1.  
   If(JVM.內存不足()) {
2.  
   str = null; // 轉換爲軟引用
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從新進行請求仍是從緩存中取出呢？這就要看具體的實現策略了。

（1）若是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，須要從新構建

（2）若是將瀏覽過的網頁存儲到內存中會形成內存的大量浪費，甚至會形成內存溢出

這時候就可使用軟引用

 

1.  
   Browser prev = new Browser(); // 獲取頁面進行瀏覽
2.  
   SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 瀏覽完畢後置爲軟引用
3.  
   if(sr.get()!=null){
4.  
   rev = (Browser) sr.get(); // 尚未被回收器回收，直接獲取
5.  
   } else{
6.  
   prev = new Browser(); // 因爲內存吃緊，因此對軟引用的對象回收了
7.  
   sr = new SoftReference(prev); // 從新構建
8.  
   }

這樣就很好的解決了實際的問題。

 

       軟引用能夠和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用，若是軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收，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。

 

三、弱引用（WeakReference）

    

      弱引用與軟引用的區別在於：只具備弱引用的對象擁有更短暫的生命週期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程當中，一旦發現了只具備弱引用的對象，無論當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。不過，因爲垃圾回收器是一個優先級很低的線程，所以不必定會很快發現那些只具備弱引用的對象。

 

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於：

 

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

 

   若是這個對象是偶爾的使用，而且但願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，那麼你應該用 Weak Reference 來記住此對象。   

   下面的代碼會讓str再次變爲一個強引用：

 

String  abc = abcWeakRef.get();

弱引用能夠和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用，若是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。

當你想引用一個對象，可是這個對象有本身的生命週期，你不想介入這個對象的生命週期，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產生任何附加的影響。

1.  
   public class ReferenceTest {
2.  
    
3.  
   private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>();
4.  
    
5.  
   public static void checkQueue() {
6.  
   Reference<? extends VeryBig> ref = null;
7.  
   while ((ref = rq.poll()) != null) {
8.  
   if (ref != null) {
9.  
   System.out.println( "In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);
10.  
    }
11.  
    }
12.  
    }
13.  
     
14.  
    public static void main(String args[]) {
15.  
    int size = 3;
16.  
    LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();
17.  
    for (int i = 0; i < size; i++) {
18.  
    weakList.add( new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));
19.  
    System.out.println( "Just created weak: " + weakList.getLast());
20.  
     
21.  
    }
22.  
     
23.  
    System.gc();
24.  
    try { // 下面休息幾分鐘，讓上面的垃圾回收線程運行完成
25.  
    Thread.currentThread().sleep( 6000);
26.  
    } catch (InterruptedException e) {
27.  
    e.printStackTrace();
28.  
    }
29.  
    checkQueue();
30.  
    }
31.  
    }
32.  
     
33.  
    class VeryBig {
34.  
    public String id;
35.  
    // 佔用空間,讓線程進行回收
36.  
    byte[] b = new byte[2 * 1024];
37.  
     
38.  
    public VeryBig(String id) {
39.  
    this.id = id;
40.  
    }
41.  
     
42.  
    protected void finalize() {
43.  
    System.out.println( "Finalizing VeryBig " + id);
44.  
    }
45.  
    }
46.  
     
47.  
    class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig> {
48.  
    public String id;
49.  
     
50.  
    public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) {
51.  
    super(big, rq);
52.  
    this.id = big.id;
53.  
    }
54.  
     
55.  
    protected void finalize() {
56.  
    System.out.println( "Finalizing VeryBigWeakReference " + id);
57.  
    }
58.  
    }

最後的輸出結果爲：

 

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

四、虛引用（PhantomReference）

   

     「虛引用」顧名思義，就是形同虛設，與其餘幾種引用都不一樣，虛引用並不會決定對象的生命週期。若是一個對象僅持有虛引用，那麼它就和沒有任何引用同樣，在任什麼時候候均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，若是發現它還有虛引用，就會在回收對象的內存以前，把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。

 

 

五、總結

 

 Java4種引用的級別由高到低依次爲：

強引用  >  軟引用  >  弱引用  >  虛引用

經過圖來看一下他們之間在垃圾回收時的區別：

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，而後將某些不可達的對象和一些引用的對象進行回收，若是對這方面不是很瞭解，能夠參考以下的文章：

傳送門：Java內存管理  http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/category/1907599

經過表格來講明一下，以下：

 

引用類型	被垃圾回收時間	用途	生存時間
強引用	歷來不會	對象的通常狀態	JVM中止運行時終止
軟引用	在內存不足時	對象緩存	內存不足時終止
弱引用	在垃圾回收時	對象緩存	gc運行後終止
虛引用	Unknown	Unknown	Unknown

 

 

 

參考文獻：

 

 

兩個測試例子

使用HashMap，會報out of memory錯誤。

 

1.  
   public static void main(String[] args) {
2.  
   Map<String, String> list = new HashMap<String, String>();
3.  
   long i = 1;
4.  
   while (i < 100000000L) {
5.  
   list.put(
6.  
   String.valueOf(i),
7.  
   "JDJJDJJJJJJJJJJ%%%%%%%%JJJJJJJJJJJJJJJKKKKKKKKKKKKKKKKKJJJJJJ"
8.  
   + "JJJKKKKKHDDDJDJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJJDJDJJJJJJJJJ"
9.  
   + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ"
10.  
    + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ");
11.  
     
12.  
    // 測試第一個是否依然存活
13.  
    if (i % 100000 == 0) {
14.  
    System.out.println(list.get(String.valueOf( 1)));
15.  
    }
16.  
     
17.  
    i++;
18.  
    }
19.  
    }

 

 

使用WeakHashMap，不會報out of memory錯誤。

 

1.  
   public static void main(String[] args) {
2.  
   Map<String, String> list = new WeakHashMap<String, String>();
3.  
   long i = 1;
4.  
   while (i < 100000000L) {
5.  
   list.put(
6.  
   String.valueOf(i),
7.  
   "JDJJDJJJJJJJJJJ%%%%%%%%JJJJJJJJJJJJJJJKKKKKKKKKKKKKKKKKJJJJJJ"
8.  
   + "JJJKKKKKHDDDJDJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJJDJDJJJJJJJJJ"
9.  
   + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ"
10.  
    + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ");
11.  
     
12.  
    // 測試第一個是否依然存活
13.  
    if (i % 100000 == 0) {
14.  
    System.out.println(list.get(String.valueOf( 1)));
15.  
    }
16.  
     
17.  
    i++;
18.  
    }
19.  
    }

 

小結

Java語言裏面數組(Array)、列表(List)、Map等容器，對裏面的每個對象都有一個引用，大數據的狀況下要當心內存泄露。弱引用只適合cache等特殊場景，對於那些必定不能Java讓垃圾回收器回收的對象，要使用強引用。

 

 

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

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