zhouxi | 发布于 2018-01-18 09:31:58 | 阅读量 53 |
发布于 2018-01-18 09:31:58 |

 

1. Strong Reference 

        StrongReference 是 Java 的默认引用实现,  它会尽可能长时间的存活于 JVM 内, 当没有任何对象指向它时 GC 执行后将会被回收

 

  1. @Test  
  2. public void strongReference() {  
  3.     Object referent = new Object();  
  4.       
  5.     /** 
  6.      * 通过赋值创建 StrongReference  
  7.      */  
  8.     Object strongReference = referent;  
  9.       
  10.     assertSame(referent, strongReference);  
  11.       
  12.     referent = null;  
  13.     System.gc();  
  14.       
  15.     /** 
  16.      * StrongReference 在 GC 后不会被回收 
  17.      */  
  18.     assertNotNull(strongReference);  
  19. }  

 

2. WeakReference & WeakHashMap 

WeakReference, 顾名思义,  是一个弱引用,  当所引用的对象在 JVM 内不再有强引用时, GC 后 weak reference 将会被自动回收 


  1. @Test  
  2. public void weakReference() {  
  3.     Object referent = new Object();  
  4.     WeakReference<Object> weakRerference = new WeakReference<Object>(referent);  
  5.   
  6.     assertSame(referent, weakRerference.get());  
  7.       
  8.     referent = null;  
  9.     System.gc();  
  10.       
  11.     /** 
  12.      * 一旦没有指向 referent 的强引用, weak reference 在 GC 后会被自动回收 
  13.      */  
  14.     assertNull(weakRerference.get());  
  15. }  

WeakHashMap 使用 WeakReference 作为 key, 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry 

  1. @Test  
  2. public void weakHashMap() throws InterruptedException {  
  3.     Map<Object, Object> weakHashMap = new WeakHashMap<Object, Object>();  
  4.     Object key = new Object();  
  5.     Object value = new Object();  
  6.     weakHashMap.put(key, value);  
  7.   
  8.     assertTrue(weakHashMap.containsValue(value));  
  9.       
  10.     key = null;  
  11.     System.gc();  
  12.       
  13.     /** 
  14.      * 等待无效 entries 进入 ReferenceQueue 以便下一次调用 getTable 时被清理 
  15.      */  
  16.     Thread.sleep(1000);  
  17.       
  18.     /** 
  19.      * 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry 
  20.      */  
  21.     assertFalse(weakHashMap.containsValue(value));  
  22. }  

 3. SoftReference 

SoftReference 于 WeakReference 的特性基本一致, 最大的区别在于 SoftReference 会尽可能长的保留引用直到 JVM 内存不足时才会被回收(虚拟机保证), 这一特性使得 SoftReference 非常适合缓存应用 

  1. @Test  
  2. public void softReference() {  
  3.     Object referent = new Object();  
  4.     SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(referent);  
  5.   
  6.     assertNotNull(softRerference.get());  
  7.       
  8.     referent = null;  
  9.     System.gc();  
  10.       
  11.     /** 
  12.      *  soft references 只有在 jvm OutOfMemory 之前才会被回收, 所以它非常适合缓存应用 
  13.      */  
  14.     assertNotNull(softRerference.get());  
  15. }  
4. PhantomReference 

       最关键的来了, Phantom Reference(幽灵引用) 与 WeakReference 和 SoftReference 有很大的不同,  因为它的 get() 方法永远返回 null, 这也正是它名字的由来
  1. @Test  
  2. public void phantomReferenceAlwaysNull() {  
  3.     Object referent = new Object();  
  4.     PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<Object>(referent, new ReferenceQueue<Object>());  
  5.       
  6.     /** 
  7.      * phantom reference 的 get 方法永远返回 null  
  8.      */  
  9.     assertNull(phantomReference.get());  
  10. }  

诸位可能要问, 一个永远返回 null 的 reference 要来何用,  请注意构造 PhantomReference 时的第二个参数 ReferenceQueue(事实上 WeakReference & SoftReference 也可以有这个参数), 
PhantomReference 唯一的用处就是跟踪 referent  何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中. 

5. RererenceQueue 

当一个 WeakReference 开始返回 null 时, 它所指向的对象已经准备被回收, 这时可以做一些合适的清理工作.   将一个 ReferenceQueue 传给一个 Reference 的构造函数, 当对象被回收时, 虚拟机会自动将这个对象插入到 ReferenceQueue 中, WeakHashMap 就是利用 ReferenceQueue 来清除 key 已经没有强引用的 entries. 


Java代码  收藏代码
  1. @Test  
  2. public void referenceQueue() throws InterruptedException {  
  3.     Object referent = new Object();       
  4.     ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();  
  5.     WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<Object>(referent, referenceQueue);  
  6.       
  7.     assertFalse(weakReference.isEnqueued());  
  8.     Reference<? extends Object> polled = referenceQueue.poll();  
  9.     assertNull(polled);  
  10.       
  11.     referent = null;  
  12.     System.gc();  
  13.   
  14.     assertTrue(weakReference.isEnqueued());  
  15.     Reference<? extends Object> removed = referenceQueue.remove();  
  16.     assertNotNull(removed);  
  17.  

6.  PhantomReference  vs WeakReference 

PhantomReference  有两个好处, 其一, 它可以让我们准确地知道对象何时被从内存中删除, 这个特性可以被用于一些特殊的需求中(例如 Distributed GC,  XWork 和 google-guice 中也使用 PhantomReference 做了一些清理性工作). 

其二, 它可以避免 finalization 带来的一些根本性问题, 上文提到 PhantomReference 的唯一作用就是跟踪 referent 何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中,  但是 WeakReference 也有对应的功能, 两者的区别到底在哪呢 ? 
这就要说到 Object 的 finalize 方法, 此方法将在 gc 执行前被调用, 如果某个对象重载了 finalize 方法并故意在方法内创建本身的强引用,  这将导致这一轮的 GC 无法回收这个对象并有可能 
引起任意次 GC, 最后的结果就是明明 JVM 内有很多 Garbage 却 OutOfMemory, 使用 PhantomReference 就可以避免这个问题, 因为 PhantomReference 是在 finalize 方法执行后回收的,也就意味着此时已经不可能拿到原来的引用,  也就不会出现上述问题,  当然这是一个很极端的例子, 一般不会出现. 

7.  小结 
       一般的应用程序不会涉及到 Reference 编程, 但是了解这些知识会对理解 GC 的工作原理以及性能调优有一定帮助,   在实现一些基础性设施比如缓存时也可能会用到, 希望本文能有所帮助.



内容更新于: 2018-01-18 09:31:58
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