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强引用 软引用 弱引用 虚引用
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强引用 软引用 弱引用 虚引用

强引用 new Object

软引用 发生 oom 之前 会标记成可以回收 关键字 SoftRefence 适用于 cache 之类的场景可以一直存在又不会导致 oom

弱引用 只要发生 GC 弱引用在堆上的实例就一定会回收 关键字 WeakReference 指向的对象 适用于获取对象信息但是不影响对象 GC 的场景 如 debug 功能

虚引用 可以知道什么时候被回收


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版权声明:本文为 CSDN 博主「舞熊科技」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/mxbhxx/article/details/9111711


  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

@Test  
public void strongReference() {  
    Object referent = new Object();  
      
    /** 
     * 通过赋值创建 StrongReference  
     /  
    Object strongReference = referent;  
      
    assertSame(referent, strongReference);  
      
    referent = null;  
    System.gc();  
      
    /

     * StrongReference 在 GC 后不会被回收 
     */  
    assertNotNull(strongReference);  
}  
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 

@Test  
public void weakReference() {  
    Object referent = new Object();  
    WeakReference  weakRerference = new WeakReference (referent);  
  
    assertSame(referent, weakRerference.get());  
      
    referent = null;  
    System.gc();  
      
    /** 
     * 一旦没有指向 referent 的强引用, weak reference 在 GC 后会被自动回收 
     */  
    assertNull(weakRerference.get());  
}  
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 

@Test  
public void weakHashMap() throws InterruptedException {  
    Map<Object, Object> weakHashMap = new WeakHashMap<Object, Object>();  
    Object key = new Object();  
    Object value = new Object();  
    weakHashMap.put(key, value);  
  
    assertTrue(weakHashMap.containsValue(value));  
      
    key = null;  
    System.gc();  
      
    /** 
     * 等待无效 entries 进入 ReferenceQueue 以便下一次调用 getTable 时被清理 
     /  
    Thread.sleep(1000);  
      
    /

     * 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry 
     */  
    assertFalse(weakHashMap.containsValue(value));  
}  
 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 

@Test  
public void softReference() {  
    Object referent = new Object();  
    SoftReference  softRerference = new SoftReference (referent);  
  
    assertNotNull(softRerference.get());  
      
    referent = null;  
    System.gc();  
      
    /** 
     *  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 
     */  
    assertNotNull(softRerference.get());  
}  
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
@Test  
public void phantomReferenceAlwaysNull() {  
    Object referent = new Object();  
    PhantomReference  phantomReference = new PhantomReference (referent, new ReferenceQueue ());  
      
    /** 
     * phantom reference 的 get 方法永远返回 null  
     */  
    assertNull(phantomReference.get());  
}  
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。 

  1. 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  
@Test  
public void referenceQueue() throws InterruptedException {  
    Object referent = new Object();       
    ReferenceQueue  referenceQueue = new ReferenceQueue ();  
    WeakReference  weakReference = new WeakReference (referent, referenceQueue);  
      
    assertFalse(weakReference.isEnqueued());  
    Reference<? extends Object> polled = referenceQueue.poll();  
    assertNull(polled);  
      
    referent = null;  
    System.gc();  
  
    assertTrue(weakReference.isEnqueued());  
    Reference<? extends Object> removed = referenceQueue.remove();  
    assertNotNull(removed);  
}  

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。

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标题:强引用 软引用 弱引用 虚引用
作者:wanglei03
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