【转载】Java的四种引用

Z时代
2024-01-10
分类：综合

java

在Java中，虽然不需要程序员手动去管理对象的生命周期，但是如果希望某些对象具备一定的生命周期的话（比如内存不足时JVM就会自动回收某些对象从而避免OutOfMemory的错误）就需要用到软引用和弱引用了。

从Java SE2开始，就提供了四种类型的引用：强引用、软引用、弱引用和虚引用。Java中提供这四种引用类型主要有两个目的：第一是可以让程序员通过代码的方式决定某些对象的生命周期；第二是有利于JVM进行垃圾回收。下面来阐述一下这四种类型引用的概念：

1、强引用（StrongReference）

　　强引用就是指在程序代码之中普遍存在的，比如下面这段代码中的object和str都是强引用：

1 2	`Object object =` `newObject();` `String str =` `"hello";`

　　只要某个对象有强引用与之关联，JVM必定不会回收这个对象，即使在内存不足的情况下，JVM宁愿抛出OutOfMemory错误也不会回收这种对象。比如下面这段代码：

publicclassMain {

publicstaticvoidmain(String[] args) {

newMain().fun1();

}

publicvoidfun1() {

Object object = newObject();

Object[] objArr = newObject[1000];

}

　　当运行至Object[] objArr = new Object[1000];这句时，如果内存不足，JVM会抛出OOM错误也不会回收object指向的对象。不过要注意的是，当fun1运行完之后，object和objArr都已经不存在了，所以它们指向的对象都会被JVM回收。

　　如果想中断强引用和某个对象之间的关联，可以显示地将引用赋值为null，这样一来的话，JVM在合适的时间就会回收该对象。

　　比如Vector类的clear方法中就是通过将引用赋值为null来实现清理工作的：

 /**
     * 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 1.2
     */
    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)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                 numMoved);
    elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
    return (E)oldValue;
    }

View Code

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。 ps：强引用其实也就是我们平时A a = new A()这个意思。

2、软引用（SoftReference）

　　软引用是用来描述一些有用但并不是必需的对象，在Java中用java.lang.ref.SoftReference类来表示。对于软引用关联着的对象，只有在内存不足的时候JVM才会回收该对象。因此，这一点可以很好地用来解决OOM的问题，并且这个特性很适合用来实现缓存：比如网页缓存、图片缓存等。

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存

　　软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被JVM回收，这个软引用就会被加入到与之关联的引用队列中。下面是一个使用示例：

importjava.lang.ref.SoftReference;

publicclassMain {

publicstaticvoidmain(String[] args) {

SoftReference<String> sr = newSoftReference<String>(newString("hello"));

System.out.println(sr.get());

}

3、弱引用（WeakReference）

　　弱引用也是用来描述非必需对象的，当JVM进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。在java中，用java.lang.ref.WeakReference类来表示。下面是使用示例：

importjava.lang.ref.WeakReference;

publicclassMain {

publicstaticvoidmain(String[] args) {

WeakReference<String> sr = newWeakReference<String>(newString("hello"));

System.out.println(sr.get());

System.gc(); //通知JVM的gc进行垃圾回收

System.out.println(sr.get());

}

　　输出结果为：

hello

null

View Code

　　第二个输出结果是null，这说明只要JVM进行垃圾回收，被弱引用关联的对象必定会被回收掉。不过要注意的是，这里所说的被弱引用关联的对象是指只有弱引用与之关联，如果存在强引用同时与之关联，则进行垃圾回收时也不会回收该对象（软引用也是如此）。

　　弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被JVM回收，这个软引用就会被加入到与之关联的引用队列中。

弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

4、虚引用（PhantomReference）

　　虚引用和前面的软引用、弱引用不同，它并不影响对象的生命周期。在java中用java.lang.ref.PhantomReference类表示。如果一个对象与虚引用关联，则跟没有引用与之关联一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

　　要注意的是，虚引用必须和引用队列关联使用，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

importjava.lang.ref.PhantomReference;

importjava.lang.ref.ReferenceQueue;

publicclassMain {

publicstaticvoidmain(String[] args) {

ReferenceQueue<String> queue = newReferenceQueue<String>();

PhantomReference<String> pr = newPhantomReference<String>(newString("hello"), queue);

System.out.println(pr.get());

}

二.进一步理解软引用和弱引用

　　对于强引用，我们平时在编写代码时经常会用到。而对于其他三种类型的引用，使用得最多的就是软引用和弱引用，这2种既有相似之处又有区别。它们都是用来描述非必需对象的，但是被软引用关联的对象只有在内存不足时才会被回收，而被弱引用关联的对象在JVM进行垃圾回收时总会被回收。

　　在SoftReference类中，有三个方法，两个构造方法和一个get方法（WekReference类似）：

　　两个构造方法：

publicSoftReference(T referent) {

super(referent);

this.timestamp = clock;

}

publicSoftReference(T referent, ReferenceQueue<? superT> q) {

super(referent, q);

this.timestamp = clock;

}

　　get方法用来获取与软引用关联的对象的引用，如果该对象被回收了，则返回null。

　　在使用软引用和弱引用的时候，我们可以显示地通过System.gc()来通知JVM进行垃圾回收，但是要注意的是，虽然发出了通知，JVM不一定会立刻执行，也就是说这句是无法确保此时JVM一定会进行垃圾回收的。

三.如何利用软引用和弱引用解决OOM问题

　　前面讲了关于软引用和弱引用相关的基础知识，那么到底如何利用它们来优化程序性能，从而避免OOM的问题呢？

　　下面举个例子，假如有一个应用需要读取大量的本地图片，如果每次读取图片都从硬盘读取，则会严重影响性能，但是如果全部加载到内存当中，又有可能造成内存溢出，此时使用软引用可以解决这个问题。

　　设计思路是：用一个HashMap来保存图片的路径和相应图片对象关联的软引用之间的映射关系，在内存不足时，JVM会自动回收这些缓存图片对象所占用的空间，从而有效地避免了OOM的问题。在Android开发中对于大量图片下载会经常用到。

　　下面这段代码是摘自博客：

　　http://blog.csdn.net/arui319/article/details/8489451

.....

privateMap<String, SoftReference<Bitmap>> imageCache = newHashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();

<br>....

publicvoidaddBitmapToCache(String path) {

// 强引用的Bitmap对象

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);

// 软引用的Bitmap对象

SoftReference<Bitmap> softBitmap = newSoftReference<Bitmap>(bitmap);

// 添加该对象到Map中使其缓存

imageCache.put(path, softBitmap);

}

publicBitmap getBitmapByPath(String path) {

// 从缓存中取软引用的Bitmap对象

SoftReference<Bitmap> softBitmap = imageCache.get(path);

// 判断是否存在软引用

if(softBitmap == null) {

returnnull;

}

// 取出Bitmap对象，如果由于内存不足Bitmap被回收，将取得空

Bitmap bitmap = softBitmap.get();

returnbitmap;

}

当然这里我们把缓存替换策略交给了JVM去执行，这是一种比较简单的处理方法。

原文链接：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3784171.html

其它链接请参见：http://www.cnblogs.com/ymind/archive/2012/05/04/2483590.html

http://blog.csdn.net/u011936381/article/details/11709245

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