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浅解四种Java引用

最近研究Java Cache实现,发现使用到了软引用(SoftReference),不太理解,查阅了JDK文档、代码以及几篇文章。做个小结,如有错误,欢

作者:力争上游 | 2016-08-23 19:34:27

    最近研究Java Cache实现,发现使用到了软引用(SoftReference),不太理解,查阅了JDK文档、代码以及几篇文章。做个小结,如有错误,欢迎指正。


  之所以想学习一下Java的几种引用类型,原因有两个:


  理解Java Cache实现、学习Java引用与Java垃圾回收机制的关系


  内存资源是有限的,需要合理的利用。Cache不是仅仅HashMap那么简单,Java引用与Java垃圾回收机制也有非常紧密的关系。

  避免对Java引用的错误使用


  某个同事把5000+交易数据放到一个HashMap里面,用一个Spring Singleton Bean的全局属性指向该HashMap。大量运用这种技术,很快就报out of memory。再大的内存也架不住对内存的错误使用。理解原理有助于我们尽量少犯或不犯低级错误。



  Java引用与Java垃圾回收机制的关系

  当Java虚拟机(JVM)觉得内存不够用的时候,会触发垃圾回收操作(GC),清除无用的对象,释放内存。可是如何判断一个对象是否是垃圾呢?其中的一个方法是计算指向该对象的引用数量,如果引用数量为0,那么该对象就为垃圾(Thread对象是例外),否则还有用处,不能被回收。但是如果把引用数为0的对象都回收了,还是不能满足内存需求怎么办?Java把引用分为4种类型,垃圾回收器会尝试回收只有弱引用的对象。


  按照一个对象的引用可达(Reachable)强度,由强到弱分为5类,如下:


  强可达(Strong Reachable)


  在一个线程内,无需引用直接可达,新创建的对象是强可达的。

  软可达(Soft Reachable)


  不是强可达的,但是通过一个软引用(SoftReference)可达。

  弱可达(Soft Reachable)


  既不是强可达也不是软可达,但是通过一个弱引用(WeakReference)可达。

  虚可达(Phantom Reachable)


  既不是强可达,不是软可达,也不是弱可达,但是通过一个虚引用(PhantomReference)可达。

  不可达(Unreachable)


  没有任何引用指向对象。


  比较好、容易理解的是Java垃圾回收器会优先清理可达强度低的对象。另外有两个重要的点:


  强可达的一定不会被清理

  JVM保证抛出out of memory之前,清理所有的软引用对象



  兄弟连Java培训分享以下4种Java引用

  在实现一个缓存系统的时候,如果全部使用强引用,那么你需要自己去手动的把某些引用clear掉(引用置位null),否则迟早会抛出out of memory错误。缓存系统引入弱引用或者软引用的唯一原因是,把引用clear的事情交由Java垃圾回收器来处理,cache程序自己置身事外。


  几种弱引用的使用方式非常相近。下面分别介绍4种引用类型。


  强引用(StrongReference)

  我们平时申明变量使用的就是强引用,普通系统99%以上都是强引用。比如,

  String s = "Hello World"



  弱引用(WeakReference)

  垃圾回收器某个时刻决定回收软可达的对象的时候,会清理软引用,并可选的把引用存放到一个引用队列(ReferenceQueue)。


  软引用(SoftReference)

  类似弱引用,只不过Java虚拟机会尽量让软引用的存活时间长一些,迫不得已才清理。


  虚引用(PhantomReference)

  仅用来处理资源的清理问题,比里面的finalize机制更灵活。get方法返回的永远是null,Java虚拟机不负责清理虚引用,但是它会把虚引用放到引用队列里面。


  两个测试例子

  使用HashMap,会报out of memory错误。


  [java] view

  plain copy


  public static void main(String[] args) {


  Maplist = new HashMap();


  long i = 1;


  while (i < 100000000L) {


  list.put(


  String.valueOf(i),


  "JDJJDJJJJJJJJJJ%%%%%%%%JJJJJJJJJJJJJJJKKKKKKKKKKKKKKKKKJJJJJJ"


  + "JJJKKKKKHDDDJDJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJJDJDJJJJJJJJJ"


  + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ"


  + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ");


  // 测试第一个是否依然存活


  if (i % 100000 == 0) {


  System.out.println(list.get(String.valueOf(1)));


  }


  i++;


  }


  }


  使用WeakHashMap,不会报out of memory错误。


  [java] view

  plain copy


  public static void main(String[] args) {


  Maplist = new WeakHashMap();


  long i = 1;


  while (i < 100000000L) {


  list.put(


  String.valueOf(i),


  "JDJJDJJJJJJJJJJ%%%%%%%%JJJJJJJJJJJJJJJKKKKKKKKKKKKKKKKKJJJJJJ"


  + "JJJKKKKKHDDDJDJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJDJDJJDJDJDJDJJDJDJJJJJJJJJ"


  + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ"


  + "JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ");


  // 测试第一个是否依然存活


  if (i % 100000 == 0) {


  System.out.println(list.get(String.valueOf(1)));


  }


  i++;


  }


  }


  小结

  Java语言里面数组(Array)、列表(List)、Map等容器,对里面的每一个对象都有一个引用,大数据的情况下要小心内存泄露。弱引用只适合cache等特殊场景,对于那些一定不能Java让垃圾回收器回收的对象,要使用强引用。

【责任编辑:力争上游】