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一、背景

Java的内存回收不需要程序员负责,JVM会在必要时启动Java GC完成垃圾回收。Java以便我们控制对象的生存周期,提供给了我们四种引用方式,引用强度从强到弱分别为:强引用、软引用、弱引用、虚引用。

二、简介

1. 强引用 StrongReference

StrongReference是Java的默认引用形式,使用时不需要显示定义。任何通过强引用所使用的对象不管系统资源有多紧张,Java GC都不会主动回收具有强引用的对象。

public class StrongReferenceTest {

public static int M = 1024*1024;

public static void printlnMemory(String tag){
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
int M = StrongReferenceTest.M;
System.out.println("\n"+tag+":");
System.out.println(runtime.freeMemory()/M+"M(free)/" + runtime.totalMemory()/M+"M(total)");
}

public static void main(String[] args){
StrongReferenceTest.printlnMemory("1.原可用内存和总内存");

//实例化10M的数组并与strongReference建立强引用
byte[] strongReference = new byte[10*StrongReferenceTest.M];
StrongReferenceTest.printlnMemory("2.实例化10M的数组,并建立强引用");
System.out.println("strongReference : "+strongReference);

System.gc();
StrongReferenceTest.printlnMemory("3.GC后");
System.out.println("strongReference : "+strongReference);

//strongReference = null;后,强引用断开了
strongReference = null;
StrongReferenceTest.printlnMemory("4.强引用断开后");
System.out.println("strongReference : "+strongReference);

System.gc();
StrongReferenceTest.printlnMemory("5.GC后");
System.out.println("strongReference : "+strongReference);
}
}

运行结果:

img

2. 弱引用 WeakReference

如果一个对象只具有弱引用,无论内存充足与否,Java GC后对象如果只有弱引用将会被自动回收。

public class WeakReferenceTest {

public static int M = 1024*1024;

public static void printlnMemory(String tag){
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
int M = WeakReferenceTest.M;
System.out.println("\n"+tag+":");
System.out.println(runtime.freeMemory()/M+"M(free)/" + runtime.totalMemory()/M+"M(total)");
}

public static void main(String[] args){
WeakReferenceTest.printlnMemory("1.原可用内存和总内存");

//创建弱引用
WeakReference<Object> weakRerference = new WeakReference<Object>(new byte[10*WeakReferenceTest.M]);
WeakReferenceTest.printlnMemory("2.实例化10M的数组,并建立弱引用");
System.out.println("weakRerference.get() : "+weakRerference.get());

System.gc();
StrongReferenceTest.printlnMemory("3.GC后");
System.out.println("weakRerference.get() : "+weakRerference.get());
}
}

运行结果:

img

3. 软引用 SoftReference

软引用和弱引用的特性基本一致, 主要的区别在于软引用在内存不足时才会被回收。如果一个对象只具有软引用,Java GC在内存充足的时候不会回收它,内存不足时才会被回收。

public class SoftReferenceTest {

public static int M = 1024*1024;

public static void printlnMemory(String tag){
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
int M = StrongReferenceTest.M;
System.out.println("\n"+tag+":");
System.out.println(runtime.freeMemory()/M+"M(free)/" + runtime.totalMemory()/M+"M(total)");
}

public static void main(String[] args){
SoftReferenceTest.printlnMemory("1.原可用内存和总内存");

//建立软引用
SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(new byte[10*SoftReferenceTest.M]);
SoftReferenceTest.printlnMemory("2.实例化10M的数组,并建立软引用");
System.out.println("softRerference.get() : "+softRerference.get());

System.gc();
SoftReferenceTest.printlnMemory("3.内存可用容量充足,GC后");
System.out.println("softRerference.get() : "+softRerference.get());

//实例化一个4M的数组,使内存不够用,并建立软引用
//free=10M=4M+10M-4M,证明内存可用量不足时,GC后byte[10*m]被回收
SoftReference<Object> softRerference2 = new SoftReference<Object>(new byte[4*SoftReferenceTest.M]);
SoftReferenceTest.printlnMemory("4.实例化一个4M的数组后");
System.out.println("softRerference.get() : "+softRerference.get());
System.out.println("softRerference2.get() : "+softRerference2.get());
}
}

运行结果:

img

4. 虚引用 PhantomReference

从PhantomReference类的源代码可以知道,它的get()方法无论何时返回的都只会是null。所以单独使用虚引用时,没有什么意义,需要和引用队列ReferenceQueue类联合使用。当执行Java GC时如果一个对象只有虚引用,就会把这个对象加入到与之关联的ReferenceQueue中。

public class PhantomReferenceTest {

public static int M = 1024*1024;

public static void printlnMemory(String tag){
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
int M = PhantomReferenceTest.M;
System.out.println("\n"+tag+":");
System.out.println(runtime.freeMemory()/M+"M(free)/" + runtime.totalMemory()/M+"M(total)");
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

PhantomReferenceTest.printlnMemory("1.原可用内存和总内存");
byte[] object = new byte[10*PhantomReferenceTest.M];
PhantomReferenceTest.printlnMemory("2.实例化10M的数组后");

//建立虚引用
ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();
PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<Object>(object,referenceQueue);

PhantomReferenceTest.printlnMemory("3.建立虚引用后");
System.out.println("phantomReference : "+phantomReference);
System.out.println("phantomReference.get() : "+phantomReference.get());
System.out.println("referenceQueue.poll() : "+referenceQueue.poll());

//断开byte[10*PhantomReferenceTest.M]的强引用
object = null;
PhantomReferenceTest.printlnMemory("4.执行object = null;强引用断开后");

System.gc();
PhantomReferenceTest.printlnMemory("5.GC后");
System.out.println("phantomReference : "+phantomReference);
System.out.println("phantomReference.get() : "+phantomReference.get());
System.out.println("referenceQueue.poll() : "+referenceQueue.poll());

//断开虚引用
phantomReference = null;
System.gc();
PhantomReferenceTest.printlnMemory("6.断开虚引用后GC");
System.out.println("phantomReference : "+phantomReference);
System.out.println("referenceQueue.poll() : "+referenceQueue.poll());
}
}

运行结果:

img

三、小结

强引用是 Java 的默认引用形式,使用时不需要显示定义,是我们平时最常使用到的引用方式。不管系统资源有多紧张,Java GC都不会主动回收具有强引用的对象。 弱引用和软引用一般在引用对象为非必需对象的时候使用。它们的区别是被弱引用关联的对象在垃圾回收时总是会被回收,被软引用关联的对象只有在内存不足时才会被回收。 虚引用的get()方法获取的永远是null,无法获取对象实例。Java GC会把虚引用的对象放到引用队列里面。可用来在对象被回收时做额外的一些资源清理或事物回滚等处理。 由于无法从虚引获取到引用对象的实例。它的使用情况比较特别,所以这里不把虚引用放入表格进行对比。这里对强引用、弱引用、软引用进行对比:

引用类型 GC时JVM内存充足 GC时JVM内存不足
强引用 不被回收 不被回收
弱引用 被回收 被回收
软引用 不被回收 被回收
文章目录
  1. 1. 一、背景
  2. 2. 二、简介
    1. 2.1. 1. 强引用 StrongReference
    2. 2.2. 2. 弱引用 WeakReference
    3. 2.3. 3. 软引用 SoftReference
    4. 2.4. 4. 虚引用 PhantomReference
  3. 3. 三、小结