Java語言中的四種引用區(qū)別

本篇內(nèi)容介紹了“Java語言中的四種引用區(qū)別”的有關(guān)知識，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

四種引用的區(qū)別

其實(shí)四種引用的區(qū)別在于GC的時(shí)候，對它們的處理不同。用一句話來概括，就是：如果一個(gè)對象GC Root可達(dá)，強(qiáng)引用不會(huì)被回收，軟引用在內(nèi)存不足時(shí)會(huì)被回收，弱引用在這個(gè)對象第一次GC會(huì)被回收。

如果GC Root不可達(dá)，那不論什么引用，都會(huì)被回收

虛引用比較特殊，等于沒有引用，不會(huì)影響對象的生命周期，但可以在對象被收集器回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。

下面結(jié)合案例分別來講一下四種引用在面對GC時(shí)的表現(xiàn)以及它們的常見用途。先設(shè)置一下JVM的參數(shù)：

-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails

強(qiáng)引用

這就是我們平時(shí)最常使用的引用。只要GC的時(shí)候這個(gè)對象GC Root可達(dá)，它就不會(huì)被回收。如果JVM內(nèi)存不夠了，直接拋出OOM。比如下面這段代碼就會(huì)拋出OutOfMemoryError：

public static void main(String[] args) {
    List<Object> 
list = 
new LinkedList<>();
    for (int i = 
0; i < 
21; i++) {
        list.add(new byte[1024 * 
1024]);
    }
}

軟引用

軟引用，當(dāng)GC的時(shí)候，如果GC Root可達(dá)，如果內(nèi)存足夠，就不會(huì)被回收；如果內(nèi)存不夠用，會(huì)被回收。將上面的例子改成軟引用，就不會(huì)被OOM：

public static void main(String[] args) {
    List<Object> list = 
new LinkedList<>();
    for (int i = 
0; i < 
21; i++) {
        SoftReference<byte[]> softReference = 
new SoftReference<>(new byte[1024 * 
1024]);
        list.add(softReference);
    }
}

我們把程序改造一下，打印出GC后的前后的差別：

public static void main(String[] args) {
    List<SoftReference<byte[]>> list = 
new LinkedList<>();
    for (int i = 
0; i < 
21; i++) {
        SoftReference<byte[]> softReference = 
new SoftReference<>(new byte[1024 * 
1024]);
        list.add(softReference);
        System.out.println("gc前:" + softReference.get());
    }
    System.gc();
    for (SoftReference<byte[]> softReference : list) {
        System.out.println("gc后:" + softReference.get());
    }
}

會(huì)發(fā)現(xiàn)，打印出的日志，GC前都是有值的，而GC后，會(huì)有一些是null，代表它們已經(jīng)被回收。

而我們設(shè)置的堆最大為20M，如果把循環(huán)次數(shù)改成15，就會(huì)發(fā)現(xiàn)打印出的日志，GC后沒有為null的。但通過-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails參數(shù)能發(fā)現(xiàn)，JVM還是進(jìn)行了幾次GC的，只是由于內(nèi)存還夠用，所以沒有回收。

public static void main(String[] args) {
    List<SoftReference<byte[]>> list = 
new LinkedList<>();
    for (int i = 
0; i < 
15; i++) {
        SoftReference<byte[]> softReference = 
new SoftReference<>(new byte[1024 * 
1024]);
        list.add(softReference);
        System.out.println("gc前:" + softReference.get());
    }
    System.gc();
    for (SoftReference<byte[]> softReference : list) {
        System.out.println("gc后:" + softReference.get());
    }
}

所以軟引用的常見用途就呼之欲出了：緩存。尤其是那種希望這個(gè)緩存能夠持續(xù)時(shí)間長一點(diǎn)的。

弱引用

軟引用，只要這個(gè)對象發(fā)生GC，就會(huì)被回收。

把上面的代碼改成軟引用，會(huì)發(fā)現(xiàn)打印出的日志，GC后全部為null。

public static void main(String[] args) {
    List<WeakReference<byte[]>> list = 
new LinkedList<>();
    for (int i = 
0; i < 
15; i++) {
        WeakReference<byte[]> weakReference = 
new WeakReference<>(new byte[1024 * 
1024]);
        list.add(weakReference);
        System.out.println("gc前:" + weakReference.get());
    }
    System.gc();
    for (WeakReference<byte[]> weakReference : list) {
        System.out.println("gc后:" + weakReference.get());
    }
}

所以弱引用也適合用來做緩存，不過由于它是只要發(fā)生GC就會(huì)被回收，所以存活的時(shí)間比軟引用短得多，通常用于做一些非常臨時(shí)的緩存。

我們知道，WeakHashMap內(nèi)部是通過弱引用來管理entry的。它的鍵是“弱鍵”，所以在GC時(shí)，它對應(yīng)的鍵值對也會(huì)從Map中刪除。

Tomcat中有一個(gè)ConcurrentCache，用到了WeakHashMap，結(jié)合ConcurrentHashMap，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)線程安全的緩存，感興趣的同學(xué)可以研究一下源碼，代碼非常精簡，加上所有注釋，只有短短59行。

ThreadLocal中的靜態(tài)內(nèi)部類ThreadLocalMap里面的entry是一個(gè)WeakReference的繼承類。

使用弱引用，使得ThreadLocalMap知道ThreadLocal對象是否已經(jīng)失效，一旦該對象失效，也就是成為垃圾，那么它所操控的Map里的數(shù)據(jù)也就沒有用處了，因?yàn)橥饨缭僖矡o法訪問，進(jìn)而決定擦除Map中相關(guān)的值對象，Entry對象的引用，來保證Map總是保持盡可能的小。

虛引用

虛引用的設(shè)計(jì)和上面三種引用有些不同，它并不影響GC，而是為了在對象被GC時(shí)，能夠收到一個(gè)系統(tǒng)通知。

那它是怎么被通知的呢？虛引用必須要配合ReferenceQueue，當(dāng)GC準(zhǔn)備回收一個(gè)對象，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會(huì)在回收之前，把這個(gè)虛引用加入到與之關(guān)聯(lián)的ReferenceQueue中。

那NIO是如何利用虛引用來管理內(nèi)存的呢？

DirectBuffer直接從Java堆之外申請一塊內(nèi)存, 這塊內(nèi)存是不直接受JVM GC管理的, 也就是說在GC算法中并不會(huì)直接操作這塊內(nèi)存. 這塊內(nèi)存的GC是由于DirectBuffer在Java堆中的對象被GC后, 通過一個(gè)通知機(jī)制, 而將其清理掉的.

DirectBuffer內(nèi)部有一個(gè)Cleaner。這個(gè)Cleaner是PhantomReference的子類。當(dāng)DirectBuffer對象被回收之后, 就會(huì)通知到PhantomReference。然后由ReferenceHandler調(diào)用tryHandlePending()方法進(jìn)行pending處理. 如果pending不為空, 說明DirectBuffer被回收了, 就可以調(diào)用Cleaner的clean()進(jìn)行回收了。

上面這個(gè)方法的代碼在Reference類里面，有興趣的同學(xué)可以去看一下那個(gè)方法的源碼。

總結(jié)

以上就是Java中四種引用的區(qū)別。一般來說，強(qiáng)引用我們都知道，虛引用很少用到。而軟引用和弱引用的區(qū)別在于回收的時(shí)機(jī)：軟引用GC時(shí)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存不夠才回收，弱引用只要一GC就會(huì)回收。

“Java語言中的四種引用區(qū)別”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！