Java中都有哪些引用方式

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java中都有哪些引用方式，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

java內(nèi)存管理分為內(nèi)存分配和內(nèi)存回收，都不需要程序員負(fù)責(zé)，垃圾回收的機(jī)制主要是看對(duì)象是否有引用指向該對(duì)象。

java對(duì)象的引用包括

強(qiáng)引用，軟引用，弱引用，虛引用

Java中提供這四種引用類型主要有兩個(gè)目的：

第一是可以讓程序員通過(guò)代碼的方式?jīng)Q定某些對(duì)象的生命周期；

第二是有利于JVM進(jìn)行垃圾回收。

下面來(lái)闡述一下這四種類型引用的概念：

１．強(qiáng)引用

是指創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象并把這個(gè)對(duì)象賦給一個(gè)引用變量。

比如：

Object object =new Object();
String str ="hello";

強(qiáng)引用有引用變量指向時(shí)永遠(yuǎn)不會(huì)被垃圾回收，JVM寧愿拋出OutOfMemory錯(cuò)誤也不會(huì)回收這種對(duì)象。

public class Main { 
 public static void main(String[] args) { 
  new Main()fun1(); 
 } 
  
 public void fun1() { 
  Object object = new Object(); 
  Object[] objArr = new Object[1000]; 
 }

當(dāng)運(yùn)行至Object[] objArr = new Object[1000];這句時(shí)，如果內(nèi)存不足，JVM會(huì)拋出OOM錯(cuò)誤也不會(huì)回收object指向的對(duì)象。不過(guò)要注意的是，當(dāng)fun1運(yùn)行完之后，object和objArr都已經(jīng)不存在了，所以它們指向的對(duì)象都會(huì)被JVM回收。

如果想中斷強(qiáng)引用和某個(gè)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)，可以顯示地將引用賦值為null，這樣一來(lái)的話，JVM在合適的時(shí)間就會(huì)回收該對(duì)象。

比如Vector類的clear方法中就是通過(guò)將引用賦值為null來(lái)實(shí)現(xiàn)清理工作的：

/** 
  * Removes the element at the specified position in this Vector 
  * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their 
  * indices) Returns the element that was removed from the Vector 
  * 
  * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException if the index is out of range 
  *   ({@code index < 0 || index >= size()}) 
  * @param index the index of the element to be removed 
  * @return element that was removed 
  * @since 2 
  */ 
 public synchronized E remove(int index) { 
 modCount++; 
 if (index >= elementCount) 
  throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index); 
 Object oldValue = elementData[index]; 
 
 int numMoved = elementCount - index - 1; 
 if (numMoved > 0) 
  Systemarraycopy(elementData, index+1, elementData, index, 
     numMoved); 
 elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work 
 
 return (E)oldValue; 
 }

2.軟引用（SoftReference）

如果一個(gè)對(duì)象具有軟引用，內(nèi)存空間足夠，垃圾回收器就不會(huì)回收它；

如果內(nèi)存空間不足了，就會(huì)回收這些對(duì)象的內(nèi)存。只要垃圾回收器沒(méi)有回收它，該對(duì)象就可以被程序使用。

軟引用可用來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存,比如網(wǎng)頁(yè)緩存、圖片緩存等。使用軟引用能防止內(nèi)存泄露，增強(qiáng)程序的健壯性。
SoftReference的特點(diǎn)是它的一個(gè)實(shí)例保存對(duì)一個(gè)Java對(duì)象的軟引用， 該軟引用的存在不妨礙垃圾收集線程對(duì)該Java對(duì)象的回收。

也就是說(shuō)，一旦SoftReference保存了對(duì)一個(gè)Java對(duì)象的軟引用后，在垃圾線程對(duì) 這個(gè)Java對(duì)象回收前，SoftReference類所提供的get()方法返回Java對(duì)象的強(qiáng)引用。

另外，一旦垃圾線程回收該Java對(duì)象之 后，get()方法將返回null。

舉個(gè)栗子：

MyObject aRef = new MyObject(); 
SoftReference aSoftRef=new SoftReference(aRef);

此時(shí)，對(duì)于這個(gè)MyObject對(duì)象，有兩個(gè)引用路徑，一個(gè)是來(lái)自SoftReference對(duì)象的軟引用，一個(gè)來(lái)自變量aReference的強(qiáng)引用，所以這個(gè)MyObject對(duì)象是強(qiáng)可及對(duì)象。

隨即，我們可以結(jié)束aReference對(duì)這個(gè)MyObject實(shí)例的強(qiáng)引用:

aRef = null;

此后，這個(gè)MyObject對(duì)象成為了軟引用對(duì)象。如果垃圾收集線程進(jìn)行內(nèi)存垃圾收集，并不會(huì)因?yàn)橛幸粋€(gè)SoftReference對(duì)該對(duì)象的引用而始終保留該對(duì)象。

Java虛擬機(jī)的垃圾收集線程對(duì)軟可及對(duì)象和其他一般Java對(duì)象進(jìn)行了區(qū)別對(duì)待:軟可及對(duì)象的清理是由垃圾收集線程根據(jù)其特定算法按照內(nèi)存需求決定的。

也就是說(shuō)，垃圾收集線程會(huì)在虛擬機(jī)拋出OutOfMemoryError之前回收軟可及對(duì)象，而且虛擬機(jī)會(huì)盡可能優(yōu)先回收長(zhǎng)時(shí)間閑置不用的軟可及對(duì)象，對(duì)那些剛剛構(gòu)建的或剛剛使用過(guò)的“新”軟可反對(duì)象會(huì)被虛擬機(jī)盡可能保留。在回收這些對(duì)象之前，我們可以通過(guò):

MyObject anotherRef=(MyObject)aSoftRef.get();

重新獲得對(duì)該實(shí)例的強(qiáng)引用。而回收之后，調(diào)用get()方法就只能得到null了。

使用ReferenceQueue清除失去了軟引用對(duì)象的SoftReference：

作為一個(gè)Java對(duì)象，SoftReference對(duì)象除了具有保存軟引用的特殊性之外，也具有Java對(duì)象的一般性。所以，當(dāng)軟可及對(duì)象被回收之后，雖然這個(gè)SoftReference對(duì)象的get()方法返回null,但這個(gè)SoftReference對(duì)象已經(jīng)不再具有存在的價(jià)值，需要一個(gè)適當(dāng)?shù)那宄龣C(jī)制，避免大量SoftReference對(duì)象帶來(lái)的內(nèi)存泄漏。在java.lang.ref包里還提供了ReferenceQueue。如果在創(chuàng)建SoftReference對(duì)象的時(shí)候，使用了一個(gè)ReferenceQueue對(duì)象作為參數(shù)提供給SoftReference的構(gòu)造方法，如:

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue(); 
SoftReference ref=new SoftReference(aMyObject, queue);

那么當(dāng)這個(gè)SoftReference所軟引用的aMyOhject被垃圾收集器回收的同時(shí)，ref所強(qiáng)引用的SoftReference對(duì)象被列入ReferenceQueue。也就是說(shuō)，ReferenceQueue中保存的對(duì)象是Reference對(duì)象，而且是已經(jīng)失去了它所軟引用的對(duì)象的Reference對(duì)象。另外從ReferenceQueue這個(gè)名字也可以看出，它是一個(gè)隊(duì)列，當(dāng)我們調(diào)用它的poll()方法的時(shí)候，如果這個(gè)隊(duì)列中不是空隊(duì)列，那么將返回隊(duì)列前面的那個(gè)Reference對(duì)象。

在任何時(shí)候，我們都可以調(diào)用ReferenceQueue的poll()方法來(lái)檢查是否有它所關(guān)心的非強(qiáng)可及對(duì)象被回收。如果隊(duì)列為空，將返回一個(gè)null,否則該方法返回隊(duì)列中前面的一個(gè)Reference對(duì)象。利用這個(gè)方法，我們可以檢查哪個(gè)SoftReference所軟引用的對(duì)象已經(jīng)被回收。于是我們可以把這些失去所軟引用的對(duì)象的SoftReference對(duì)象清除掉。常用的方式為:

SoftReference ref = null; 
while ((ref = (EmployeeRef) qpoll()) != null) { 
 // 清除ref 
}

3.弱引用（WeakReference）

弱引用也是用來(lái)描述非必需對(duì)象的，當(dāng)JVM進(jìn)行垃圾回收時(shí)，無(wú)論內(nèi)存是否充足，都會(huì)回收被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象。在java中，用java.lang.ref.WeakReference類來(lái)表示。下面是使用示例：

public class test { 
 public static void main(String[] args) { 
  WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(new People("zhouqian",20)); 
  Systemoutprintln(referenceget()); 
  Systemgc();//通知GVM回收資源 
  Systemoutprintln(referenceget()); 
 } 
} 
class People{ 
 public String name; 
 public int age; 
 public People(String name,int age) { 
  thisname=name; 
  thisage=age; 
 } 
 @Override 
 public String toString() { 
  return "[name:"+name+",age:"+age+"]"; 
 } 
}

輸出結(jié)果：

[name:zhouqian,age:20]
null

第二個(gè)輸出結(jié)果是null，這說(shuō)明只要JVM進(jìn)行垃圾回收，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象必定會(huì)被回收掉。不過(guò)要注意的是，這里所說(shuō)的被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象是指只有弱引用與之關(guān)聯(lián)，如果存在強(qiáng)引用同時(shí)與之關(guān)聯(lián)，則進(jìn)行垃圾回收時(shí)也不會(huì)回收該對(duì)象（軟引用也是如此）。

比如：將代碼做一點(diǎn)小更改：

package yinyong; 
 
import javalangrefWeakReference; 
 
public class test { 
 public static void main(String[] args) { 
  People people=new People("zhouqian",20); 
  WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(people);//<span >關(guān)聯(lián)強(qiáng)引用</span> 
  Systemoutprintln(referenceget()); 
  Systemgc(); 
  Systemoutprintln(referenceget()); 
 } 
} 
class People{ 
 public String name; 
 public int age; 
 public People(String name,int age) { 
  thisname=name; 
  thisage=age; 
 } 
 @Override 
 public String toString() { 
  return "[name:"+name+",age:"+age+"]"; 
 } 
}//結(jié)果發(fā)生了很大的變化 
[name:zhouqian,age:20] 
[name:zhouqian,age:20]

弱引用可以和一個(gè)引用隊(duì)列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果弱引用所引用的對(duì)象被JVM回收，這個(gè)軟引用就會(huì)被加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。

4.虛引用（PhantomReference）

虛引用和前面的軟引用、弱引用不同，它并不影響對(duì)象的生命周期。在java中用java.lang.ref.PhantomReference類表示。如果一個(gè)對(duì)象與虛引用關(guān)聯(lián)，則跟沒(méi)有引用與之關(guān)聯(lián)一樣，在任何時(shí)候都可能被垃圾回收器回收。

要注意的是，虛引用必須和引用隊(duì)列關(guān)聯(lián)使用，當(dāng)垃圾回收器準(zhǔn)備回收一個(gè)對(duì)象時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會(huì)把這個(gè)虛引用加入到與之 關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。程序可以通過(guò)判斷引用隊(duì)列中是否已經(jīng)加入了虛引用，來(lái)了解被引用的對(duì)象是否將要被垃圾回收。如果程序發(fā)現(xiàn)某個(gè)虛引用已經(jīng)被加入到引用隊(duì)列，那么就可以在所引用的對(duì)象的內(nèi)存被回收之前采取必要的行動(dòng)。

import javalangrefPhantomReference; 
import javalangrefReferenceQueue; 
public class Main { 
 public static void main(String[] args) { 
  ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<String>(); 
  PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<String>(new String("hello"), queue); 
  Systemoutprintln(prget()); 
 } 
}

軟引用和弱引用

對(duì)于強(qiáng)引用，我們平時(shí)在編寫代碼時(shí)經(jīng)常會(huì)用到。而對(duì)于其他三種類型的引用，使用得最多的就是軟引用和弱引用，這2種既有相似之處又有區(qū)別。它們都是用來(lái)描述非必需對(duì)象的，但是被軟引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只有在內(nèi)存不足時(shí)才會(huì)被回收，而被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象在JVM進(jìn)行垃圾回收時(shí)總會(huì)被回收。

在SoftReference類中，有三個(gè)方法，兩個(gè)構(gòu)造方法和一個(gè)get方法（WekReference類似）：

兩個(gè)構(gòu)造方法：

public SoftReference(T referent) { 
 super(referent); 
 thistimestamp = clock; 
 } 
public SoftReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) { 
 super(referent, q); 
 thistimestamp = clock; 
 }

get方法用來(lái)獲取與軟引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象的引用，如果該對(duì)象被回收了，則返回null。

在使用軟引用和弱引用的時(shí)候，我們可以顯示地通過(guò)System.gc()來(lái)通知JVM進(jìn)行垃圾回收，但是要注意的是，雖然發(fā)出了通知，JVM不一定會(huì)立刻執(zhí)行，也就是說(shuō)這句是無(wú)法確保此時(shí)JVM一定會(huì)進(jìn)行垃圾回收的。

對(duì)象可及性的判斷

在很多時(shí)候，一個(gè)對(duì)象并不是從根集直接引用的，而是一個(gè)對(duì)象被其他對(duì)象引用，甚至同時(shí)被幾個(gè)對(duì)象所引用，從而構(gòu)成一個(gè)以根集為頂?shù)臉?shù)形結(jié)構(gòu)。如圖2所示

在這個(gè)樹(shù)形的引用鏈中，箭頭的方向代表了引用的方向，所指向的對(duì)象是被引用對(duì)象。由圖可以看出，從根集到一個(gè)對(duì)象可以由很多條路徑。比如到達(dá)對(duì)象5的路徑就有①-⑤，③-⑦兩條路徑。由此帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，那就是某個(gè)對(duì)象的可及性如何判斷:

• 單條引用路徑可及性判斷:在這條路徑中，最弱的一個(gè)引用決定對(duì)象的可及性。

• 多條引用路徑可及性判斷:幾條路徑中，最強(qiáng)的一條的引用決定對(duì)象的可及性。

 比如，我們假設(shè)圖2中引用①和③為強(qiáng)引用，⑤為軟引用，⑦為弱引用，對(duì)于對(duì)象5按照這兩個(gè)判斷原則，路徑①-⑤取最弱的引用⑤，因此該路徑對(duì)對(duì)象5的引用為軟引用。同樣，③-⑦為弱引用。在這兩條路徑之間取最強(qiáng)的引用，于是對(duì)象5是一個(gè)軟可及對(duì)象

如何利用軟引用和弱引用解決OOM問(wèn)題

前面講了關(guān)于軟引用和弱引用相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，那么到底如何利用它們來(lái)優(yōu)化程序性能，從而避免OOM的問(wèn)題呢？

下面舉個(gè)例子，假如有一個(gè)應(yīng)用需要讀取大量的本地圖片，如果每次讀取圖片都從硬盤讀取，則會(huì)嚴(yán)重影響性能，但是如果全部加載到內(nèi)存當(dāng)中，又有可能造成內(nèi)存溢出，此時(shí)使用軟引用可以解決這個(gè)問(wèn)題。

設(shè)計(jì)思路是：用一個(gè)HashMap來(lái)保存圖片的路徑 和 相應(yīng)圖片對(duì)象關(guān)聯(lián)的軟引用之間的映射關(guān)系，在內(nèi)存不足時(shí)，JVM會(huì)自動(dòng)回收這些緩存圖片對(duì)象所占用的空間，從而有效地避免了OOM的問(wèn)題。在Android開(kāi)發(fā)中對(duì)于大量圖片下載會(huì)經(jīng)常用到。

使用軟引用構(gòu)建敏感數(shù)據(jù)的緩存

1 為什么需要使用軟引用

首先，我們看一個(gè)雇員信息查詢系統(tǒng)的實(shí)例。我們將使用一個(gè)Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的雇員信息查詢系統(tǒng)查詢存儲(chǔ)在磁盤文件或者數(shù)據(jù)庫(kù)中的雇員人事檔案信息。作為一個(gè)用戶，我們完全有可能需要回頭去查看幾分鐘甚至幾秒鐘前查看過(guò)的雇員檔案信息(同樣，我們?cè)跒g覽WEB頁(yè)面的時(shí)候也經(jīng)常會(huì)使用“后退”按鈕)。這時(shí)我們通常會(huì)有兩種程序?qū)崿F(xiàn)方式:一種是把過(guò)去查看過(guò)的雇員信息保存在內(nèi)存中，每一個(gè)存儲(chǔ)了雇員檔案信息的Java對(duì)象的生命周期貫穿整個(gè)應(yīng)用程序始終;另一種是當(dāng)用戶開(kāi)始查看其他雇員的檔案信息的時(shí)候，把存儲(chǔ)了當(dāng)前所查看的雇員檔案信息的Java對(duì)象結(jié)束引用，使得垃圾收集線程可以回收其所占用的內(nèi)存空間，當(dāng)用戶再次需要瀏覽該雇員的檔案信息的時(shí)候，重新構(gòu)建該雇員的信息。很顯然，第一種實(shí)現(xiàn)方法將造成大量的內(nèi)存浪費(fèi)，而第二種實(shí)現(xiàn)的缺陷在于即使垃圾收集線程還沒(méi)有進(jìn)行垃圾收集，包含雇員檔案信息的對(duì)象仍然完好地保存在內(nèi)存中，應(yīng)用程序也要重新構(gòu)建一個(gè)對(duì)象。我們知道，訪問(wèn)磁盤文件、訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源、查詢數(shù)據(jù)庫(kù)等操作都是影響應(yīng)用程序執(zhí)行性能的重要因素，如果能重新獲取那些尚未被回收的Java對(duì)象的引用，必將減少不必要的訪問(wèn)，大大提高程序的運(yùn)行速度。

2 如果使用軟引用

SoftReference的特點(diǎn)是它的一個(gè)實(shí)例保存對(duì)一個(gè)Java對(duì)象的軟引用，該軟引用的存在不妨礙垃圾收集線程對(duì)該Java對(duì)象的回收。也就是說(shuō)，一旦SoftReference保存了對(duì)一個(gè)Java對(duì)象的軟引用后，在垃圾線程對(duì)這個(gè)Java對(duì)象回收前，SoftReference類所提供的get()方法返回Java對(duì)象的強(qiáng)引用。另外，一旦垃圾線程回收該Java對(duì)象之后，get()方法將返回null?？聪旅娲a:

MyObject aRef = new MyObject();
SoftReference aSoftRef=new SoftReference(aRef);

此時(shí)，對(duì)于這個(gè)MyObject對(duì)象，有兩個(gè)引用路徑，一個(gè)是來(lái)自SoftReference對(duì)象的軟引用，一個(gè)來(lái)自變量aReference的強(qiáng)引用，所以這個(gè)MyObject對(duì)象是強(qiáng)可及對(duì)象。

隨即，我們可以結(jié)束aReference對(duì)這個(gè)MyObject實(shí)例的強(qiáng)引用:

aRef=null;

此后，這個(gè)MyObject對(duì)象成為了軟可及對(duì)象。如果垃圾收集線程進(jìn)行內(nèi)存垃圾收集，并不會(huì)因?yàn)橛幸粋€(gè)SoftReference對(duì)該對(duì)象的引用而始終保留該對(duì)象。Java虛擬機(jī)的垃圾收集線程對(duì)軟可及對(duì)象和其他一般Java對(duì)象進(jìn)行了區(qū)別對(duì)待:軟可及對(duì)象的清理是由垃圾收集線程根據(jù)其特定算法按照內(nèi)存需求決定的。也就是說(shuō)，垃圾收集線程會(huì)在虛擬機(jī)拋出OutOfMemoryError之前回收軟可及對(duì)象，而且虛擬機(jī)會(huì)盡可能優(yōu)先回收長(zhǎng)時(shí)間閑置不用的軟可及對(duì)象，對(duì)那些剛剛構(gòu)建的或剛剛使用過(guò)的“新”軟可反對(duì)象會(huì)被虛擬機(jī)盡可能保留。在回收這些對(duì)象之前，我們可以通過(guò):

MyObjectanotherRef=(MyObject)aSoftRef.get();

重新獲得對(duì)該實(shí)例的強(qiáng)引用。而回收之后，調(diào)用get()方法就只能得到null了。

3 使用ReferenceQueue清除失去了軟引用對(duì)象的SoftReference作為一個(gè)Java對(duì)象，SoftReference對(duì)象除了具有保存軟引用的特殊性之外，也具有Java對(duì)象的一般性。所以，當(dāng)軟可及對(duì)象被回收之后，雖然這個(gè)SoftReference對(duì)象的get()方法返回null,但這個(gè)SoftReference對(duì)象已經(jīng)不再具有存在的價(jià)值，需要一個(gè)適當(dāng)?shù)那宄龣C(jī)制，避免大量SoftReference對(duì)象帶來(lái)的內(nèi)存泄漏。在java.lang.ref包里還提供了ReferenceQueue。如果在創(chuàng)建SoftReference對(duì)象的時(shí)候，使用了一個(gè)ReferenceQueue對(duì)象作為參數(shù)提供給SoftReference的構(gòu)造方法，如:

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
SoftReference ref=new SoftReference(aMyObject, queue);

那么當(dāng)這個(gè)SoftReference所軟引用的aMyOhject被垃圾收集器回收的同時(shí)，ref所強(qiáng)引用的SoftReference對(duì)象被列入ReferenceQueue。也就是說(shuō)，ReferenceQueue中保存的對(duì)象是Reference對(duì)象，而且是已經(jīng)失去了它所軟引用的對(duì)象的Reference對(duì)象。另外從ReferenceQueue這個(gè)名字也可以看出，它是一個(gè)隊(duì)列，當(dāng)我們調(diào)用它的poll()方法的時(shí)候，如果這個(gè)隊(duì)列中不是空隊(duì)列，那么將返回隊(duì)列前面的那個(gè)Reference對(duì)象。

在任何時(shí)候，我們都可以調(diào)用ReferenceQueue的poll()方法來(lái)檢查是否有它所關(guān)心的非強(qiáng)可及對(duì)象被回收。如果隊(duì)列為空，將返回一個(gè)null,否則該方法返回隊(duì)列中前面的一個(gè)Reference對(duì)象。利用這個(gè)方法，我們可以檢查哪個(gè)SoftReference所軟引用的對(duì)象已經(jīng)被回收。于是我們可以把這些失去所軟引用的對(duì)象的SoftReference對(duì)象清除掉。常用的方式為:

SoftReference ref = null;

while ((ref = (EmployeeRef) q.poll()) != null) {

 // 清除ref

}

理解了ReferenceQueue的工作機(jī)制之后，我們就可以開(kāi)始構(gòu)造一個(gè)Java對(duì)象的高速緩存器了。

4通過(guò)軟可及對(duì)象重獲方法實(shí)現(xiàn)Java對(duì)象的高速緩存

利用Java2平臺(tái)垃圾收集機(jī)制的特性以及前述的垃圾對(duì)象重獲方法，我們通過(guò)一個(gè)雇員信息查詢系統(tǒng)的小例子來(lái)說(shuō)明如何構(gòu)建一種高速緩存器來(lái)避免重復(fù)構(gòu)建同一個(gè)對(duì)象帶來(lái)的性能損失。我們將一個(gè)雇員的檔案信息定義為一個(gè)Employee類:

publicclass Employee {

 private String id;// 雇員的標(biāo)識(shí)號(hào)碼

 private String name;// 雇員姓名

 private String department;// 該雇員所在部門

 private String Phone;// 該雇員聯(lián)系電話

 privateintsalary;// 該雇員薪資

 private String origin;// 該雇員信息的來(lái)源

 

 // 構(gòu)造方法

 public Employee(String id) {

  this.id = id;

  getDataFromlnfoCenter();

 }

 

 // 到數(shù)據(jù)庫(kù)中取得雇員信息

 privatevoid getDataFromlnfoCenter() {

  // 和數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接井查詢?cè)摴蛦T的信息，將查詢結(jié)果賦值

  // 給name，department，plone，salary等變量

  // 同時(shí)將origin賦值為"From DataBase"

 }

……

這個(gè)Employee類的構(gòu)造方法中我們可以預(yù)見(jiàn)，如果每次需要查詢一個(gè)雇員的信息。哪怕是幾秒中之前剛剛查詢過(guò)的，都要重新構(gòu)建一個(gè)實(shí)例，這是需要消耗很多時(shí)間的。下面是一個(gè)對(duì)Employee對(duì)象進(jìn)行緩存的緩存器的定義:

import java.lang.ref.ReferenceQueue;

import java.lang.ref.SoftReference;

import java.util.Hashtable;

publicclass EmployeeCache {

 staticprivate EmployeeCache cache;// 一個(gè)Cache實(shí)例

 private Hashtable<String,EmployeeRef> employeeRefs;// 用于Chche內(nèi)容的存儲(chǔ)

 private ReferenceQueue<Employee> q;// 垃圾Reference的隊(duì)列

 

 // 繼承SoftReference，使得每一個(gè)實(shí)例都具有可識(shí)別的標(biāo)識(shí)。

 // 并且該標(biāo)識(shí)與其在HashMap內(nèi)的key相同。

 privateclass EmployeeRef extends SoftReference<Employee> {

  private String _key = "";

 

  public EmployeeRef(Employee em, ReferenceQueue<Employee> q) {

   super(em, q);

   _key = em.getID();

  }

 }

 

 // 構(gòu)建一個(gè)緩存器實(shí)例

 private EmployeeCache() {

  employeeRefs = new Hashtable<String,EmployeeRef>();

  q = new ReferenceQueue<Employee>();

 }

 

 // 取得緩存器實(shí)例

 publicstatic EmployeeCache getInstance() {

  if (cache == null) {

   cache = new EmployeeCache();

  }

  returncache;

 }

 

 // 以軟引用的方式對(duì)一個(gè)Employee對(duì)象的實(shí)例進(jìn)行引用并保存該引用

 privatevoid cacheEmployee(Employee em) {

  cleanCache();// 清除垃圾引用

  EmployeeRef ref = new EmployeeRef(em, q);

  employeeRefs.put(em.getID(), ref);

 }

 

 // 依據(jù)所指定的ID號(hào)，重新獲取相應(yīng)Employee對(duì)象的實(shí)例

 public Employee getEmployee(String ID) {

  Employee em = null;

  // 緩存中是否有該Employee實(shí)例的軟引用，如果有，從軟引用中取得。

  if (employeeRefs.containsKey(ID)) {

   EmployeeRef ref = (EmployeeRef) employeeRefs.get(ID);

   em = (Employee) ref.get();

  }

  // 如果沒(méi)有軟引用，或者從軟引用中得到的實(shí)例是null，重新構(gòu)建一個(gè)實(shí)例，

  // 并保存對(duì)這個(gè)新建實(shí)例的軟引用

  if (em == null) {

   em = new Employee(ID);

   System.out.println("Retrieve From EmployeeInfoCenter. ID=" + ID);

   this.cacheEmployee(em);

  }

  return em;

 }

 

 // 清除那些所軟引用的Employee對(duì)象已經(jīng)被回收的EmployeeRef對(duì)象

 privatevoid cleanCache() {

  EmployeeRef ref = null;

  while ((ref = (EmployeeRef) q.poll()) != null) {

   employeeRefs.remove(ref._key);

  }

 }

 

 // 清除Cache內(nèi)的全部?jī)?nèi)容

 publicvoid clearCache() {

  cleanCache();

  employeeRefs.clear();

  System.gc();

  System.runFinalization();

 }

}

使用弱引用構(gòu)建非敏感數(shù)據(jù)的緩存

1全局 Map 造成的內(nèi)存泄漏

無(wú)意識(shí)對(duì)象保留最常見(jiàn)的原因是使用Map將元數(shù)據(jù)與臨時(shí)對(duì)象（transient object）相關(guān)聯(lián)。假定一個(gè)對(duì)象具有中等生命周期，比分配它的那個(gè)方法調(diào)用的生命周期長(zhǎng)，但是比應(yīng)用程序的生命周期短，如客戶機(jī)的套接字連接。需要將一些元數(shù)據(jù)與這個(gè)套接字關(guān)聯(lián)，如生成連接的用戶的標(biāo)識(shí)。在創(chuàng)建Socket時(shí)是不知道這些信息的，并且不能將數(shù)據(jù)添加到Socket對(duì)象上，因?yàn)椴荒芸刂?Socket 類或者它的子類。這時(shí)，典型的方法就是在一個(gè)全局 Map 中存儲(chǔ)這些信息，如下面的 SocketManager 類所示：使用一個(gè)全局 Map 將元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到一個(gè)對(duì)象。

publicclass SocketManager {

  private Map<Socket, User> m = new HashMap<Socket, User>();

 

  publicvoid setUser(Socket s, User u) {

    m.put(s, u);

  }

 

  public User getUser(Socket s) {

    returnm.get(s);

  }

 

  publicvoid removeUser(Socket s) {

    m.remove(s);

  }

}

這種方法的問(wèn)題是元數(shù)據(jù)的生命周期需要與套接字的生命周期掛鉤，但是除非準(zhǔn)確地知道什么時(shí)候程序不再需要這個(gè)套接字，并記住從 Map 中刪除相應(yīng)的映射，否則，Socket 和 User 對(duì)象將會(huì)永遠(yuǎn)留在 Map 中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)響應(yīng)了請(qǐng)求和關(guān)閉套接字的時(shí)間。這會(huì)阻止 Socket 和 User 對(duì)象被垃圾收集，即使應(yīng)用程序不會(huì)再使用它們。這些對(duì)象留下來(lái)不受控制，很容易造成程序在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后內(nèi)存爆滿。除了最簡(jiǎn)單的情況，在幾乎所有情況下找出什么時(shí)候 Socket 不再被程序使用是一件很煩人和容易出錯(cuò)的任務(wù)，需要人工對(duì)內(nèi)存進(jìn)行管理。

2如何使用WeakHashMap

在Java集合中有一種特殊的Map類型—WeakHashMap，在這種Map中存放了鍵對(duì)象的弱引用，當(dāng)一個(gè)鍵對(duì)象被垃圾回收器回收時(shí)，那么相應(yīng)的值對(duì)象的引用會(huì)從Map中刪除。WeakHashMap能夠節(jié)約存儲(chǔ)空間，可用來(lái)緩存那些非必須存在的數(shù)據(jù)。關(guān)于Map接口的一般用法。

下面示例中MapCache類的main()方法創(chuàng)建了一個(gè)WeakHashMap對(duì)象，它存放了一組Key對(duì)象的弱引用，此外main()方法還創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)組對(duì)象，它存放了部分Key對(duì)象的強(qiáng)引用。

import java.util.WeakHashMap;

 

class Element {

  private String ident;

 

  public Element(String id) {

    ident = id;

  }

 

  public String toString() {

    returnident;

  }

 

  publicint hashCode() {

    returnident.hashCode();

  }

 

  publicboolean equals(Object obj) {

    return obj instanceof Element && ident.equals(((Element) obj).ident);

  }

  

  protectedvoid finalize(){

    System.out.println("Finalizing "+getClass().getSimpleName()+" "+ident);

  }

}

 

class Key extends Element{

  public Key(String id){

    super(id);

  }

}

 

class Value extends Element{

  public Value (String id){

    super(id);

  }

}

 

publicclass CanonicalMapping {

  publicstaticvoid main(String[] args){

    int size=1000;

    Key[] keys=new Key[size];

    WeakHashMap<Key,Value> map=new WeakHashMap<Key,Value>();

    for(int i=0;i<size;i++){

      Key k=new Key(Integer.toString(i));

      Value v=new Value(Integer.toString(i));

      if(i%3==0)

       keys[i]=k;

      map.put(k, v);

    }

    System.gc();

  }

}

從打印結(jié)果可以看出，當(dāng)執(zhí)行System.gc()方法后，垃圾回收器只會(huì)回收那些僅僅持有弱引用的Key對(duì)象。id可以被3整除的Key對(duì)象持有強(qiáng)引用，因此不會(huì)被回收。

3 用 WeakHashMap 堵住泄漏

在 SocketManager 中防止泄漏很容易，只要用 WeakHashMap 代替 HashMap 就行了。（這里假定SocketManager不需要線程安全）。當(dāng)映射的生命周期必須與鍵的生命周期聯(lián)系在一起時(shí)，可以使用這種方法。用WeakHashMap修復(fù) SocketManager。

publicclass SocketManager {

  private Map<Socket,User> m = new WeakHashMap<Socket,User>();

  

  publicvoid setUser(Socket s, User u) {

    m.put(s, u);

  }

  public User getUser(Socket s) {

    returnm.get(s);

  }

}

4 配合使用引用隊(duì)列

WeakHashMap 用弱引用承載映射鍵，這使得應(yīng)用程序不再使用鍵對(duì)象時(shí)它們可以被垃圾收集，get() 實(shí)現(xiàn)可以根據(jù) WeakReference.get() 是否返回 null 來(lái)區(qū)分死的映射和活的映射。但是這只是防止 Map 的內(nèi)存消耗在應(yīng)用程序的生命周期中不斷增加所需要做的工作的一半，還需要做一些工作以便在鍵對(duì)象被收集后從 Map 中刪除死項(xiàng)。否則，Map 會(huì)充滿對(duì)應(yīng)于死鍵的項(xiàng)。雖然這對(duì)于應(yīng)用程序是不可見(jiàn)的，但是它仍然會(huì)造成應(yīng)用程序耗盡內(nèi)存。

引用隊(duì)列是垃圾收集器向應(yīng)用程序返回關(guān)于對(duì)象生命周期的信息的主要方法。弱引用有個(gè)構(gòu)造函數(shù)取引用隊(duì)列作為參數(shù)。如果用關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列創(chuàng)建弱引用，在弱引用對(duì)象成為 GC 候選對(duì)象時(shí)，這個(gè)引用對(duì)象就在引用清除后加入到引用隊(duì)列中（具體參考上文軟引用示例）。WeakHashMap 有一個(gè)名為 expungeStaleEntries() 的私有方法，大多數(shù) Map 操作中會(huì)調(diào)用它，它去掉引用隊(duì)列中所有失效的引用，并刪除關(guān)聯(lián)的映射。

UML:使用關(guān)聯(lián)類指明特定形式的引用

關(guān)聯(lián)類能夠用來(lái)指明特定形式的引用，如弱（weak）、軟（soft）或虛 （phantom）引用。

也可以如下的構(gòu)造型方式。

關(guān)于Java中都有哪些引用方式就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。