1 Java引用介紹
Java從1.2版本開始引入了4種引用,這4種引用的級別由高到低依次爲:
強引用 > 軟引用 > 弱引用 > 虛引用
⑴強引用(StrongReference)
強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用,那垃圾回收器絕不會回收它。當內存空間不足,Java虛擬機寧願拋出OutOfMemoryError錯誤,使程序異常終止,也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足的問題。
⑵軟引用(SoftReference)
如果一個對象只具有軟引用,則內存空間足夠,垃圾回收器就不會回收它;如果內存空間不足了,就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它,該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。
軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收,Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。
⑶弱引用(WeakReference)
弱引用與軟引用的區別在於:只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命週期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中,一旦發現了只具有弱引用的對象,不管當前內存空間足夠與否,都會回收它的內存。不過,由於垃圾回收器是一個優先級很低的線程,因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。
弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,如果弱引用所引用的對象被垃圾回收,Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。
⑷虛引用(PhantomReference)
“虛引用”顧名思義,就是形同虛設,與其他幾種引用都不同,虛引用並不會決定對象的生命週期。如果一個對象僅持有虛引用,那麼它就和沒有任何引用一樣,在任何時候都可能被垃圾回收器回收。
虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在於:虛引用必須和引用隊列 (ReferenceQueue)聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時,如果發現它還有虛引用,就會在回收對象的內存之前,把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。
由於引用和內存回收關係緊密。下面,先通過實例對內存回收有個認識;然後,進一步通過引用實例加深對引用的瞭解。
2 內存回收
創建公共類MyDate,它的作用是覆蓋finalize()函數:在finalize()中輸出打印信息,方便追蹤。
說明:finalize()函數是在JVM回收內存時執行的,但JVM並不保證在回收內存時一定會調用finalize()。
MyDate代碼如下:
package com.skywang.java; import java.util.Date; public class MyDate extends Date { /** Creates a new instance of MyDate */ public MyDate() { } // 覆蓋finalize()方法 protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); System.out.println("obj [Date: " + this.getTime() + "] is gc"); } public String toString() { return "Date: " + this.getTime(); } }
在這個類中,對java.util.Date類進行了擴展,並重寫了finalize()和toString()方法。
創建公共類ReferenceTest,它的作用是定義一個方法drainMemory():消耗大量內存,以此來引發JVM回收內存。
ReferenceTest代碼如下:
package com.skywang.java; public class ReferenceTest { /** Creates a new instance of ReferenceTest */ public ReferenceTest() { } // 消耗大量內存 public static void drainMemory() { String[] array = new String[1024 * 10]; for(int i = 0; i < 1024 * 10; i++) { for(int j = 'a'; j <= 'z'; j++) { array[i] += (char)j; } } } }
在這個類中定義了一個靜態方法drainMemory(),此方法旨在消耗大量的內存,促使JVM運行垃圾回收。
有了上面兩個公共類之後,我們即可測試JVM什麼時候進行垃圾回收。下面分3種情況進行測試:
情況1:清除對象
實現代碼:
package com.skywang.java; public class NoGarbageRetrieve { public static void main(String[] args) { MyDate date = new MyDate(); date = null; } }
運行結果:
<無任何輸出>
結果分析:date雖然設爲null,但由於JVM沒有執行垃圾回收操作,MyDate的finalize()方法沒有被運行。
情況2:顯式調用垃圾回收
實現代碼:
package com.skywang.java; public class ExplicitGarbageRetrieve { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub MyDate date = new MyDate(); date = null; System.gc(); } }
運行結果:
obj [Date: 1372137067328] is gc
結果分析:調用了System.gc(),使JVM運行垃圾回收,MyDate的finalize()方法被運行。
情況3:隱式調用垃圾回收
實現代碼:
package com.skywang.java; public class ImplicitGarbageRetrieve { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub MyDate date = new MyDate(); date = null; ReferenceTest.drainMemory(); } }
運行結果:
obj [Date: 1372137171965] is gc
結果分析:雖然沒有顯式調用垃圾回收方法System.gc(),但是由於運行了耗費大量內存的方法,觸發JVM進行垃圾回收。
總結:JVM的垃圾回收機制,在內存充足的情況下,除非你顯式調用System.gc(),否則它不會進行垃圾回收;在內存不足的情況下,垃圾回收將自動運行
3、Java對引用的分類
級別 |
什麼時候被垃圾回收 |
用途 |
生存時間 |
強引用 |
從來不會 |
對象的一般狀態 |
JVM停止運行時終止 |
軟引用 |
在內存不足時 |
對象簡單?緩存 |
內存不足時終止 |
弱引用 |
在垃圾回收時 |
對象緩存 |
gc運行後終止 |
虛引用 |
Unknown |
Unknown |
Unknown |
package test05;
import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.lang.ref.WeakReference;
import org.junit.Test;
/**
* 1、有輸出:代表垃圾回收機制執行時,對象被回收
* 2、垃圾回收機制的優先級別較低,一般不會自動執行
* 3、在內存耗盡時:ReferenceTest.drainMemory();,垃圾回收機制會自動執行
* 4、System.gc(); //顯式調用垃圾回收機制,也可讓垃圾回收機制執行
* @author Do Not Cry
*
*/
public class NoGarbageRetrieve {
//一、StrongReference
//(一)、強引用 對象依舊被引用:
@Test
public void test04() {
MyDate date = new MyDate();
//ReferenceTest.drainMemory();
System.gc();
}
//沒有輸出:強引用對象依舊被引用,即使垃圾回收機制顯式執行,也不會回收強引用對象
//(二)、強引用 對象沒有被引用:
//1、沒有耗盡內存,也沒有顯式調用垃圾回收機制
@Test
public void test01() {
MyDate date = new MyDate();
date = null;
}
//沒有輸出:說明JVM沒有執行垃圾回收操作
//即:強引用的對象,即使不再被引用(date = null),也不會被垃圾回收機制立即回收
//2、耗盡內存,讓垃圾回收機制自動執行
@Test
public void test02() {
MyDate date = new MyDate();
date = null;
ReferenceTest.drainMemory();
}
//有輸出:內存耗盡,垃圾回收機制自動執行,沒有被引用的強引用對象被回收
//3、顯示調用垃圾回收機制
@Test
public void test03() {
MyDate date = new MyDate();
date = null;
System.gc();
}
//有輸出:垃圾回收機制顯式執行,沒有被引用的強引用對象被回收
//二、SoftReference
//1、軟引用對象仍被引用
@Test
public void teset05() {
SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
//ReferenceTest.drainMemory(); //即使內存耗盡,垃圾回收機制也不會受仍被引用的軟引用對象
System.gc();
}
//沒有輸出:來及回收機制顯式執行,軟引用對象沒有被回收
//2、軟引用對象沒有被引用
@Test
public void test06() {
SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
ref = null;
System.gc();
}
//有輸出:軟引用對象沒有被引用,垃圾回收機制執行時,對象被回收
//三、WeakReference
//1、弱引用對象仍被引用
@Test
public void test07() {
WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
//ReferenceTest.drainMemory(); //內存耗盡時,會回收軟引用對象,機制該對象仍被引用
System.gc();
}
//有輸出:即使弱引用仍被引用,在JVM垃圾回收運行時,弱引用被終止.
//2、弱引用對象沒有被引用
@Test
public void test08() {
WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
ref = null;
System.gc();
}
//有輸出:弱引用沒被引用,在JVM垃圾回收運行時,弱引用被終止.
//四、PhantomReference --垃圾回收情況(同弱引用對象一樣)
//1、虛引用對象仍被引用
@Test
public void test09() {
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
System.gc();
}
//有輸出:
//2、虛引用對象沒有被引用
@Test
public void teset10() {
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
ref = null;
System.gc();
}
//有輸出:
}