JAVA四种引用方式

前言
     上周周会老大说到这个,顿时觉得记得不扎实了,哈哈~ 虽然这个在项目应用中是偏底层,基本上是不会开发的,线上也不会允许用到这些,但作为java基础知识,还是来回顾下java基础中的四种引用方式强引用、软引用、弱引用、虚引用。
1.引用的基本概念
     1.1、强引用
     当我们使用new 这个关键字创建对象时被创建的对象就是强引用,如Object object = new Object() 这个Object()就是一个强引用了,如果一个对象具有强引用。垃圾回收器就不会去回收有强引用的对象。如当jvm内存不足时,具备强引用的对象,虚拟机宁可会报内存空间不足的异常来终止程序,也不会靠垃圾回收器去回收该对象来解决内存。
     1.2、软引用
     如果一个对象具备软引用,如果内存空间足够,那么垃圾回收器就不会回收它,如果内存空间不足了,就会回收该对象。当然没有被回收之前,该对象依然可以被程序调用。
     1.3、弱引用
     如果一个对象只具有弱引用,只要垃圾回收器在自己的内存空间中线程检测到了,就会立即被回收,对应内存也会被释放掉。相比软引用弱引用的生命周期要比软引用短很多。不过,如果垃圾回收器是一个优先级很低的线程,也不一定会很快就会释放掉软引用的内存。
     1.4、虚引用
      如果一个对象只具有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,随时会被jvm当作垃圾进行回收。  
2、jdk引用级别
     jdk1.2以前是没有这些概念,在jdk1.2以后的版本中才开始引入了引用的四种级别依次是,强引用、软引用、弱引用和虚引用。
     jdk中java.lang.ref.Reference类就是java引用抽象基类,reference定义了引用对象的操作。当然该类是与垃圾回收器配合使用的。

3、引用和队列的使用
     强引用一般是不会和队列一起使用的,这个过滤掉。
     软引用可以和一个引用队列来联合使用,一般软引用可以用来实现内存敏感的高速缓存,如果软引用的所引用的对象被垃圾回收,java虚拟机就会把引用入到与之关联的引用队列中去。
     弱引用和队列使用在一起,如果弱引用被所引用的对象回收了,java虚拟机就会把这个弱引用加入到关联的队列中去;
     虚引用,在java虚拟机回收虚引用时,会把这个虚引用放到与之关联的引用队列中去。程序可以通过判断引用队列中是否已经引用了虚引用,来了解引用对象是否要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么可以在所引用的对象内存前,采取一些逻辑处理。

4、jdk中的引用实现类
      代表软引用的类:java.lang.ref.SoftReference
   代表弱引用的类:java.lang.ref.WeakReference
   代表虚引用的类:java.lang.ref.PhantomReference
   他们同时继承了:java.lang.ref.Reference
   引用队列:java.lang.ref.ReferenceQueue,这个引用队列是可以三种引用类型联合使用的,以便跟踪java虚拟机回收所引用对象的活动。
    5、引用例子

   如何实现一个软引用?

/**
* 实现一个软引用
*/
public static  void testSoftReference(){
//创建一个强引用Test
String str = new String("Test");
//创建一个引用队列
ReferenceQueue<String> rq = new ReferenceQueue<String>();
//实现一个软引用,将强引用类型str和是实例化的rq放到软引用实现里面
SoftReference<String> srf = new SoftReference<String>(str,rq);
//通过软引用get方法获取强引用中创建的内存空间Test值
System.out.println(srf.get());
//程序执行下gc现在jvm的内存空间还有很多所以gc不会回收str的对象
System.gc();
//所以这里执行get还是会打印Test的
System.out.println(srf.get());

}
执行完这个软引用,那么jvm堆栈区会是什么样呢?


        当执行完gc时,软引用内存还很足时,gc不会清除引用的,所以上面程序执行后,内存空间就入这个图,如果当空间不足时,软引用就会自动加载到内存空间中去。

 如何实现一个弱引用呢?

/**
* 实现一个弱引用
*/
public static  void testWeakReference(){
String str = new String("Test");
ReferenceQueue<String> rq = new ReferenceQueue<String>();
//实现一个弱引用,将强引用类型str和是实例化的rq放到弱引用实现里面
WeakReference<String> wrf = new WeakReference<String>(str,rq);
//给str给值为null。 然后再通过WeakReference弱引用的get()方法获得Test对象的引用
str = null;
//程序多执行gc,提高gc执行线程频率来回收对象。
System.gc();
//假如它还没有被垃圾回收,那么接下来在第执行wrf.get()方法会返回Test对象的引用,并且使得这个对象被str1强引用。
//再接下来在行执行rq.poll()方法会返回null,因为此时引用队列中没有任何引用。
String str1 = wrf.get(); 
System.out.println(str1);
//ReferenceQueue的poll()方法用于返回队列中的引用,如果没有则返回null。
Reference<String> ref= (Reference<String>) rq.poll();
System.out.println("弱引用已消失"+ref);
if(ref!=null){
System.out.println(ref.get());
}
}

6、综合实例

/**
 * 创建一个引用对象ref
 * @author TianYou
 */
public class RefObject {
private static final int size = 80000;
//创建一个Object数组,这样会占用很大的内存空间。预计大概会有640k左右的内存被占用
private Object[] object = new Object[size];
private String refId;
public RefObject(String id){
this.refId = id ;
}
public String RefIdToString(){
return refId;
}
public void findName(){
System.out.println("findName="+refId);
}

}

测试类
package reference;
import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.Reference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
/**
 * 测试引用
 * @author TianYou
 */
public class TestReference {
//创建一个引用队列
private static ReferenceQueue<RefObject> rq = new ReferenceQueue<RefObject>();
private static int size = 10;
/**
* 验证队列
*/
public static void checkQueue(){
Reference<? extends RefObject> ref = rq.poll(); 
if(null != ref)
System.out.println("In queue: "+ref+" : "+ref.get());
}

/**
* 创建10个RefObject对象\以及10个软引用
*/
public static void testSoftReference(){
System.out.println("--------执行软引用开始-------");
Set<SoftReference<RefObject>> sa = new HashSet<SoftReference<RefObject>>();
for(int i = 0; i < size; i++) {
SoftReference<RefObject> ref= new SoftReference<RefObject>(new RefObject("SoftReference " + i), rq);
System.out.println("Just created: " +ref.get());
sa.add(ref);
}
System.gc();
checkQueue();
System.out.println("--------执行软引用结束-------");
}

/**
* 创建10个Grocery对象以及10个弱引用
*/
public static void testWeakReference(){
System.out.println("--------执行弱引用开始-------");
Set<WeakReference<RefObject>> wa = new HashSet<WeakReference<RefObject>>();
for(int i = 0; i < size; i++) {
WeakReference<RefObject> ref=new WeakReference<RefObject>(new RefObject("WeakReference " + i), rq);
System.out.println("Just created: " +ref.get());
wa.add(ref); 
}
System.gc();
checkQueue();
System.out.println("--------执行软弱用结束-------");
}

/**
* 创建10个Grocery对象以及10个虚引用
*/
public static void testPhantomReference(){
System.out.println("--------执行虚引用开始-------");
Set<PhantomReference<RefObject>> pa = new HashSet<PhantomReference<RefObject>>();
for(int i = 0; i < size; i++) {
PhantomReference<RefObject>ref = 
new PhantomReference<RefObject>(new RefObject("PhantomReference " + i), rq);
System.out.println("Just created: " +ref.get());
pa.add(ref);
}
System.gc();
checkQueue();
System.out.println("--------执行虚弱用结束-------");
}
public static void main(String args[]){
testSoftReference();
testWeakReference();
testPhantomReference();
}
}
在综合实例这里可以看到,三个引用依次都创建了10次,都包含了一个refobject对象,从打印结果可以明确看出,虚引用基本是形同虚设,它引用的对象随时会被垃圾回收器回收,具有弱引用的对象拥有的稍微长一点的生命周期,但垃圾回收器执行回操作时,依然有可能回被垃圾回收器回收,生命周期长的还是软引用。但在虚拟机内存不足的情况下依然会被回收,所以可出这些引用的方式真的不适合在线上使用,否则在极度容易出现鼓掌而在排查时很难检测出结果。
7、弱引用的WeakHashMap
   弱引用的jar路径java.util.WeakHashMap。它是弱引用为键实现的哈希表的map。在weakHashMap表某个键不正常时,将会自动移出那个不正常的键。如果对持有强引用的key,它就会一直存在。同时它也支持null key和null value。更精确地说,对于一个给定的key,其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该key的回收,这就使该key可以被终止的,key被终止,然后垃圾回收器回收。回收某个key时,其条目从映射中也会被有效地移除,因此,该类的行为与其他的 Map 实现有所不同
      接下来也看看实例。
      创建一个key对象

  public class Key {
String id;    
    public Key(String id) {  
        this.id = id;  
    }  
    public String toString() {  
        return id;  
    }  
    public int hashCode() {  
        return id.hashCode();  
    }  
    public boolean equals(Object r) {  
        return (r instanceof Key) && id.equals(((Key) r).id);  
    }  
    public void finalize() {  
        System.out.println("Finalizing Key " + id);  
    }
}
创建一个value对象
public class Value {
String id;  
    public Value(String id) {  
        this.id = id;  
    }  
    public String toString() {  
        return id;  
    }  
    public void finalize() {  
        System.out.println("Finalizing Value " + id);  
    }  
}

测试对象
     import java.util.WeakHashMap;
public class MapCache {
public static void main(String[] args) throws Exception {  
        int size = 10000;
        Key[] keys = new Key[size]; 
        WeakHashMap<Key,Value> whm = 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 % 5 == 0)  
                keys[i] = k; // 使Key对象持有强引用   
            whm.put(k, v); // 使Key对象持有弱引用  
        }  
        // 催促垃圾回收器工作  
        System.gc();
        // 把CPU让给垃圾回收器线程  
        Thread.sleep(8000);  
    }  
}

运行结果看出来 整出5的对象持有强引用被保留了下来

JAVA四种引用方式,古老的榕树,5-wow.com

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