好家伙,原来Java四大引用是这样子~ [复制链接]

2019-4-10 11:37
liujh 阅读:178 评论:0 赞:0
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导读

本文会按照以下思路进行:

(1)Java的四种对象引用的基本概念

(2)四种对象引用的差异对比

(3)对象可及性的判断以及与垃圾回收机制的关系

(4)引用队列ReferenceQueue的介绍

Java的四种对象引用的基本概念

从JDK1.2版本开始,把对象的引用分为四种级别,从而使程序更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为:强引用、软引用、弱引用和虚引用。

1、强引用

Object obj =new Object();


上述Object这类对象就具有强引用,属于不可回收的资源,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,也不会靠回收具有强引用的对象,来解决内存不足的问题。

值得注意的是:如果想中断或者回收强引用对象,可以显式地将引用赋值为null,这样的话JVM就会在合适的时间,进行垃圾回收。

下图是堆区的内存示意图,分为新生代,老生代,而垃圾回收主要也是在这部分区域中进行。


好家伙,原来Java四大引用是这样子~


2、软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用,那么它的性质属于可有可无的那种。如果此时内存空间足够,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。只要垃圾回收器没有回收它,该对象就可以被程序使用。

软引用可用来实现内存敏感的告诉缓存。软引用可以和一个引用队列联合使用,如果软件用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

Object obj = new Object();
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
SoftReference reference = new SoftReference(obj, queue);
//强引用对象滞空,保留软引用
obj = null;

当内存不足时,软引用对象被回收时,reference.get()为null,此时软引用对象的作用已经发挥完毕,这时将其添加进ReferenceQueue 队列中

如果要判断哪些软引用对象已经被清理:

SoftReference ref = null;
while ((ref = (SoftReference) queue.poll()) != null) {
//清除软引用对象
}

3、弱引用(WeakReference)

如果一个对象具有弱引用,那其的性质也是可有可无的状态。

而弱引用和软引用的区别在于:弱引用的对象拥有更短的生命周期,只要垃圾回收器扫描到它,不管内存空间充足与否,都会回收它的内存。

同样的弱引用也可以和引用队列一起使用。

Object obj = new Object();
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
WeakReference reference = new WeakReference(obj, queue);
//强引用对象滞空,保留软引用
obj = null;

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。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。

注意: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。

Object obj = new Object();
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference reference = new PhantomReference(obj, queue);
//强引用对象滞空,保留软引用
obj = null;

引用总结

  • 1.对于强引用,平时在编写代码时会经常使用。
  • 2.而其他三种类型的引用,使用得最多就是软引用和弱引用,这两种既有相似之处又有区别,他们都来描述非必须对象。
  • 3.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。


好家伙,原来Java四大引用是这样子~


四种对象引用的差异对比

Java中4种引用的级别由高到低依次为:

强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用

垃圾回收时对比:


好家伙,原来Java四大引用是这样子~


对象可及性的判断

在很多的时候,一个对象并不是从根集直接引用的,而是一个对象被其他对象引用,甚至同时被几个对象所引用,从而构成一个以根集为顶的树形结构。


好家伙,原来Java四大引用是这样子~


在这个树形的引用链中,箭头的方向代表了引用的方向,所指向的对象是被引用对象。由图可以看出,从根集到一个对象可以由很多条路径。

比如到达对象5的路径就有① -> ⑤,③ ->⑦两条路径。由此带来了一个问题,那就是某个对象的可及性如何判断:

(1)单条引用路径可及性判断:

在这条路径中,最弱的一个引用决定对象的可及性。

(2)多条引用路径可及性判断:

几条路径中,最强的一条的引用决定对象的可及性。

比如,我们假设图2中引用①和③为强引用,⑤为软引用,⑦为弱引用,对于对象5按照这两个判断原则,路径①-⑤取最弱的引用⑤,因此该路径对对象5的引用为软引用。同样,③-⑦为弱引用。在这两条路径之间取最强的引用,于是对象5是一个软可及对象。

比较容易理解的是Java垃圾回收器会优先清理可及强度低的对象

另外两个重要的点:

强可达的对象一定不会被清理

JVM保证抛出out of memory之前,清理所有的软引用对象

最后总结成一张表格:


好家伙,原来Java四大引用是这样子~


引用队列ReferenceQueue的介绍

引用队列配合Reference的子类等使用,当引用对象所指向的对象被垃圾回收后,该Reference则被追加到引用队列的末尾.

ReferenceQueue源码分析(简要)

(1)ReferenceQueue是一个链表,这两个指针代表着头和尾

 private Reference<? extends T> head = null;
private Reference<? extends T> tail = null;


(2)下面看下其共有的方法

取出元素:

Reference<? extends T> ReferenceQueue#poll()


如果Reference指向的对象存在则返回null,否则返回这个Reference

 public Reference<? extends T> poll() {
synchronized (lock) {
if (head == null)
return null;
return reallyPollLocked();
}
}

下面是具体将Reference取出的方法:

 private Reference<? extends T> reallyPollLocked() {
if (head != null) {
Reference<? extends T> r = head;
if (head == tail) {
tail = null;
head = null;
} else {
head = head.queueNext;
}
//更新链表,将sQueueNextUnenqueued这个虚引用对象加入,并且已经表明该Reference已经被移除了,并且取出.
r.queueNext = sQueueNextUnenqueued;
return r;
}
return null;
}

取出元素,如果队列属于空队列,那么久阻塞到其有元素为止

Reference<? extends T> ReferenceQueue#remove()


和remove()的区别是,设置一个阻塞时间

Reference<? extends T> ReferenceQueue#remove(long timeout)


具体实现

 public Reference<? extends T> remove(long timeout)
throws IllegalArgumentException, InterruptedException
{
if (timeout < 0) {
throw new IllegalArgumentException("Negative timeout value");
}
synchronized (lock) {
Reference<? extends T> r = reallyPollLocked();
if (r != null) return r;
long start = (timeout == 0) ? 0 : System.nanoTime();
//阻塞的具体实现过程,以及通过时间来控制的阻塞
for (;;) {
lock.wait(timeout);
r = reallyPollLocked();
if (r != null) return r;
if (timeout != 0) {
long end = System.nanoTime();
timeout -= (end - start) / 1000_000;
if (timeout <= 0) return null;
start = end;
}
}
}
}
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