基础 | java - [强引用、软引用、弱引用、虚引用]

§1 Reference

在 JDK 中，引用和对象一样，已经被抽象成了类，如下图

§2 各引用级别

强引用 FinalReference

• 强引用是最常见的引用，但 FinalReference 是非 public 的，因此不能如其他引用一样显示声明
• 对象赋值给一个引用型变量，此变量就是一个强引用
• 只要对象持有任意强引用，即可免疫 GC
  但可能造成无用对象依然被强引用指向，所以是内存泄漏的主因
  通常，对象超出引用作用于或显式置空(= null)就认为可以作为垃圾回收（还要参考垃圾回收策略）

强引用 Finalizer

• Finalizer 是对 FinalReference 的实现，也是非 public 的

• 实现有 protected void finalize() throws Throwable { } 方法的对象会被识别为 Finalizer 对象

• Finalizer 对象由 JVM 自动调用 register() 方法，完成创建，并在创建时将自己关联引用队列

• Finalizer 通过 finalize() 定义了对象销毁时的自定义动作

• Finalizer 对象至少需要两轮 GC 才能被回收，这是为了使被忘记释放资源的对象，即使真被忘了，也不会肯定不被回收

  • 第一轮：通过 finalize() 将 Finalizer 对象的连接放到它的引用队列中，但因为 Finalizer 本身就是个强引用所以还没有被 GC
  • 第二轮：若 Finalizer 对象只持有 Finalizer 引用队列的强引用了，才会通过正常方式 GC

软引用 SoftReference

• 软引用可以通过下面方式声明 Reference ra = new SoftReference<>(new AAA());
• 支持有软引用的对象在 JVM 内存充足时免疫 GC，但不充足时会被回收，如下例
• 内存不足 的界定
  • 快要 OOM 前，JVM 触发 GC
  • 执行后若依然要 OOM，认定内存不足，触发二次 GC，此时软引用纳入回收范围（下图中，可见两次 Full GC）
  • 若执行后依然要 OOM，那就 OOM 了
• 可用于内存敏感型缓存 Map> cache = new HashMap<>();

public class SoftReferenceDemo {
    public AAA b = new AAA();
    private Reference<AAA> ra = new SoftReference<>(new AAA());

    public Reference<AAA> getRa() {
        return ra;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SoftReferenceDemo demo = new SoftReferenceDemo();
        System.out.println("================================");
        System.out.println(demo.b);
        System.out.println(demo.getRa().get());
        System.out.println("================================");
        try {
            int[] boom = new int[30*1024*1024];
        }catch (Throwable e){
            System.out.println("********************************");
            System.out.println("boom !!!");
            System.out.println("********************************");
        }finally {
            System.out.println("================================");
            System.out.println(demo.b);
            System.out.println(demo.getRa().get());
            System.out.println("================================");
        }
    }
}
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弱引用 WeakReference

• 弱引用可以通过下面方式声明 Reference ra = new WeakReference<>(new AAA());
• 只要 GC 就会被回收
• 可以用来解决内存泄漏 Map map = new HashMap<>(); 或 WeakHashMap
  这种方式可以省略从容器中移除不需要的 key 的操作，以保证容器中的数据尽量齐全还不会导致内存泄漏
  但注意 线程不安全，同时只能用于存储 相对无关紧要 的数据，否则一个 GC 就丢了

public class WeakReferenceDemo {
    public AAA b = new AAA();
    private Reference<AAA> ra = new WeakReference<>(new AAA());

    public Reference<AAA> getRa() {
        return ra;
    }

    public static void main(String[] args) {
        WeakReferenceDemo demo = new WeakReferenceDemo();
        System.out.println("================================");
        System.out.println(demo.b);
        System.out.println(demo.getRa().get());
        System.out.println("================================");

        System.gc();

        System.out.println("================================");
        System.out.println(demo.b);
        System.out.println(demo.getRa().get());
        System.out.println("================================");
    }
}
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WeakHashMap
WeakHashMap 是个 弱引用 版的 HashMap，其内部的 WeakHashMap.Entry 中 key 的类型为 WeakReference