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Java中三个引用类SoftReference、WeakReference和PhantomReference的区别

 飞鹰飞龙飞天 2015-11-11

本文将谈一下对SoftReference(软引用)WeakReference(弱引用)PhantomRefrence(虚引用)的理解,这三个类是对heapjava对象的应用通过这个三个类可以和gc做简单的交互。


强引用:

除了上面提到的三个引用之外,还有一个引用,也就是最长用到的那就是强引用.例如:

Java代码
1.Object o=new Object();   
2.Object o1=o;   

 

上面代码中第一句是在heap堆中创建新的Object对象通过o引用这个对象第二句是通过o建立o1new Object()这个heap堆中的对象的引用这两个引用都是强引用.只要存在对heap中对象的引用gc就不会收集该对象.如果通过如下代码:

Java代码
1.o=null;   
2.o1=null;   

 

如果显式地设置oo1null或超出范围gc认为该对象不存在引用,这时就可以收集它了。可以收集并不等于就一会被收集什么时候收集这要取决于gc的算法这要就带来很多不确定性。例如你就想指定一个对象,希望下次gc运行时把它收集了,那就没办法了,有了其他的三种引用就可以做到了。其他三种引用在不妨碍gc收集的情况下可以做简单的交互

heap中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱、和虚。对于对象是属于哪种可及的对象,由他的最强的引用决定。如

Java代码
1.String abc=new String("abc");  //1   
2.SoftReference<String> abcSoftRef=new SoftReference<String>(abc);  //2   
3.WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(abc); //3   
4.abc=null; //4   
5.abcSoftRef.clear();//5 

 

上面的代码中:
   
第一行在heap对中创建内容为“abc”的对象,并建立abc到该对象的强引用,该对象是强可及的。
   
第二行和第三行分别建立对heap中对象的软引用和弱引用此时heap中的对象仍是强可及的
   
第四行之后heap中对象不再是强可及的,变成软可及的。同样第五行执行之后变成弱可及的。

SoftReference(软引用)

软引用是主要用于内存敏感的高速缓存jvm报告内存不足之前会清除所有的软引用这样以来gc就有可能收集软可及的对象可能解决内存吃紧问题避免内存溢出什么时候会被收集取决于gc的算法和gc运行时可用内存的大小gc决定要收集软引用是执行以下过程,以上面的abcSoftRef为例

    1
首先将abcSoftRefreferent设置为null不再引用heap中的new String("abc")对象
    2
heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable)
    3
heap中的new String("abc")对象的finalize()方法被运行而且该对象占用的内存被释放, abcSoftRef被添加到它的ReferenceQueue

   
:ReferenceQueue软引用和弱引用可以有可无但是虚引用必须有,参见:

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

 

Soft Reference 指到的对象,即使没有任何 Direct Reference,也不会被清除。一直要到 JVM 内存不足且 没有 Direct Reference 时才会清除,SoftReference 是用来设计 object-cache 之用的。如此一来 SoftReference 不但可以把对象 cache 起来,也不会造成内存不足的错误 OutOfMemoryError)。我觉得 Soft Reference 也适合拿来实作 pooling 的技巧。

     A obj = new A();

SoftRefenrence sr = new SoftReference(obj);

 

    引用

    if(sr!=null){

        obj = sr.get();

    }else{

        obj = new A();

        sr = new SoftReference(obj);

    }

 

弱引用

gc碰到弱可及对象并释放abcWeakRef的引用收集该对象。但是gc可能需要对此运用才能找到该弱可及对象通过如下代码可以了明了的看出它的作用

Java代码
1.String abc=new String("abc");   
2.WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(abc);   
3.abc=null;   
4.System.out.println("before gc: "+abcWeakRef.get());   
5.System.gc();   
6.System.out.println("after gc: "+abcWeakRef.get());   

 

运行结果  
before gc: abc   
after gc: null   

gc收集弱可及对象的执行过程和软可及一样只是gc不会根据内存情况来决定是不是收集该对象

如果你希望能随取得某象的信息,但又不想影响此象的垃圾收集,那应该 Weak Reference 住此象,而不是用一般的 reference

A obj = new A();

 

    WeakReference wr = new WeakReference(obj);

 

    obj = null;

 

    //等待一段时间,obj对象就会被垃圾回收

  ...

 

  if (wr.get()==null) {

  System.out.println("obj 经被清除了 ");

  } else {

  System.out.println("obj 尚未被清除,其信息是 "+obj.toString());

  }

  ...

}

在此例中,透过 get() 可以取得此 Reference 的所指到的对象,如果返回值为 null 的话,代表此对象已经被清除。

这类的技巧,在设计 Optimizer Debugger 这类的程序时常会用到,因为这类程序需要取得某对象的信息,但是不可以 影响此对象的垃圾收集。

 

 PhantomRefrence(虚引用)

  虚顾名思义就是没有的意思建立虚引用之后通过get方法返回结果始终为null,通过源代码你会发现,虚引用通向会把引用的对象写进referent,只是get方法返回结果为null.先看一下和gc交互的过程在说一下他的作用.

  1
不把referent设置为null, 直接把heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable).

  2
与软引用和弱引用不同, 先把PhantomRefrence对象添加到它的ReferenceQueue.然后在释放虚可及的对象.

   
你会发现在收集heap中的new String("abc")对象之前,你就可以做一些其他的事情.通过以下代码可以了解他的作用.

Java代码
1.import java.lang.ref.PhantomReference;   
2.import java.lang.ref.Reference;   
3.import java.lang.ref.ReferenceQueue;   
4.import java.lang.reflect.Field;   
5.   
6.public class Test {   
7.    public static boolean isRun = true;   
8.   
9.    public static void main(String[] args) throws Exception {   
10.        String abc = new String("abc");   
11.        System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());   
12.        final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();   
13.        new Thread() {   
14.            public void run() {   
15.                while (isRun) {   
16.                    Object o = referenceQueue.poll();   
17.                    if (o != null) {   
18.                        try {   
19.                            Field rereferent = Reference.class   
20.                                    .getDeclaredField("referent");   
21.                            rereferent.setAccessible(true);   
22.                            Object result = rereferent.get(o);   
23.                            System.out.println("gc will collect:"   
24.                                    + result.getClass() + "@"   
25.                                    + result.hashCode());   
26.                        } catch (Exception e) {   
27.   
28.                            e.printStackTrace();   
29.                          
30.                      
31.                 
32.              
33.        }.start();   
34.        PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,   
35.                referenceQueue);   
36.        abc = null;   
37.        Thread.currentThread().sleep(3000);   
38.        System.gc();   
39.        Thread.currentThread().sleep(3000);   
40.        isRun = false;   
41.     
42.   
43.} 

结果为
class java.lang.String@96354   
gc will collect:class java.lang.String@96354 

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