jvm之强软弱虚引用
强软弱虚引用
在java中,除了基本数据类型的变量外,其他所有的变量都是引用类型,指向堆上各种不同的对象。
在jvm中,除了我们常用的强引用外,还有软引用、弱引用、虚引用,这四种引用类型的生命周期与jvm的垃圾回收过程息息相关。
那么这四种引用类型有什么区别?具体使用场景是什么?
所有引用类型,都是抽象类java.lang.ref.Reference的子类,这个类的主要方法为get()方法:
public T get() {
return this.referent;
}
除了虚引用(因为get永远返回null),如果对象还没有被销毁,都可以通过get方法获取原有对象。这意味着,利用软引用和弱引用,我们可以将访问到的对象,重新指向强引用,也就是人为的改变了对象的可达性状态!
强引用
强引用(Strong references)就是直接new一个普通对象,表示一种比较强的引用关系,只要还有强引用对象指向一个对象,那么表示这个对象还活着,垃圾收集器宁可抛出OOM异常,也不会回收这个对象。
例如下面的引用u就是一个强引用。
public class StrongReferenceDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
User u = new User();
System.out.println(u);
u = null;
System.gc();
System.in.read();
}
}
public class User {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("call User finalize() method");
}
}
上面的User对象重写了父类Object的finalize(),在GC准备释放对象所占用的内存空间之前,它将首先调用finalize()方法。
在Java中,由于GC的自动回收机制,因而并不能保证finalize方法会被及时地执行(垃圾对象的回收时机具有不确定性),也不能保证它们会被执行(程序由始至终都未触发垃圾回收),所以finalize不推荐使用,这里只是为了演示垃圾回收的过程。
另外finalize()最多只会被调用一次,也就是只能利用finalize()为对象续命一次。
软引用
软引用用于存储一些可有可无的东西,例如缓存,当系统内存充足时,这些对象不会被回收,当系统内存不足时也是GC时才会回收这些对象,如果回收完这些对象后内存还是不足,就会抛出OOM异常。
// vm args: -Xmx36m -XX:+PrintGCDetails
public class SoftReferenceDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
SoftReference<User> softReference = new SoftReference<>(new User()); // 软引用
System.out.println(softReference.get());
System.gc();
TimeUnit.SECONDS.sleep(3); // wait gc thread run
System.out.println(softReference.get()); // User对象不会被回收
byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 10]; // 分配一个大对象使得堆空间不足,软引用对象会在OOM之前先被回收
System.out.println(softReference.get());
}
}
在上面的例子中,第一次发生gc时,User对象不会被回收,第二次发生gc时由于堆空间不足,会先回收软引用的对象,回收完了还是空间不足,最后抛出OOM异常。
弱引用
弱引用(WeakReference)并不能使对象豁免垃圾回收,仅仅是提供一种访问在弱引用状态下对象的途径。只要发生gc,弱引用对象就会被回收。ThreadLocal中就使用了WeakReference来避免内存泄漏。
public class WeakReferenceDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
WeakReference<User> weakReference = new WeakReference<>(new User());
System.out.println(weakReference.get());
System.gc();
TimeUnit.SECONDS.sleep(3); // wait gc thread run
System.out.println(weakReference.get()); // null
}
}
上面的例子只要发生gc,User对象就会被垃圾收集器回收。
虚引用
虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。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。
虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。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,就会在回收对象之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序如果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。
// vm args: -Xms4m -XX:+PrintGC
public class PhantomReferenceDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
ReferenceQueue<User> referenceQueue = new ReferenceQueue<>(); // 引用队列
PhantomReference<User> phantomReference = new PhantomReference<>(new User(), referenceQueue); // 虚引用
System.out.println(phantomReference.get()); // null
new Thread(() -> {
while (true) {
Reference<? extends User> poll = referenceQueue.poll();
if (poll != null) {
System.out.println("--- 虚引用对象被jvm回收了 ---- " + poll);
System.out.println("--- 回收对象 ---- " + poll.get()); // null
}
}
}).start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.gc();
System.in.read();
}
private static class User {
private int[] bytes = new int[1024 * 1024 * 5];
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("call User finalize() method");
}
}
}
实际上,虚引用的get()方法总是返回null。
基于虚引用,有一个更加优雅的实现方式,那就是Cleaner,可以用来替代Object类的finalizer方法,在DirectByteBuffer中用来回收堆外内存。
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