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SoftReference、Weak Reference和PhantomRefrence分析和比较

  本文将谈一下对SoftReference(软引用)、WeakReference(弱引用)和PhantomRefrence(虚引用)的理解,这三个类是对heap中java对象的应用,通过这个三个类可以和gc做简单的交互。

  强引用:

  除了上面提到的三个引用之外,还有一个引用,也就是最长用到的那就是强引用。例如:

Object o=new Object();   
Object o1=o;  

  上面代码中第一句是在heap堆中创建新的Object对象通过o引用这个对象,第二句是通过o建立o1到new Object()这个heap堆中的对象的引用,这两个引用都是强引用.只要存在对heap中对象的引用,gc就不会收集该对象.如果通过如下代码:

o=null;   
o1=null;

  如果显式地设置o和o1为null,或超出范围,则gc认为该对象不存在引用,这时就可以收集它了。可以收集并不等于就一会被收集,什么时候收集这要取决于gc的算法,这要就带来很多不确定性。例如你就想指定一个对象,希望下次gc运行时把它收集了,那就没办法了,有了其他的三种引用就可以做到了。其他三种引用在不妨碍gc收集的情况下,可以做简单的交互。

  heap中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱、和虚。对于对象是属于哪种可及的对象,由他的最强的引用决定。如下:

String abc=new String("abc");  //1   
SoftReference<String> abcSoftRef=new SoftReference<String>(abc);  //2   
WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(abc); //3   
abc=null; //4   
abcSoftRef.clear();//5

  第一行在heap对中创建内容为“abc”的对象,并建立abc到该对象的强引用,该对象是强可及的。

  第二行和第三行分别建立对heap中对象的软引用和弱引用,此时heap中的对象仍是强可及的。

  第四行之后heap中对象不再是强可及的,变成软可及的。同样第五行执行之后变成弱可及的。

  SoftReference(软引用)

  软引用是主要用于内存敏感的高速缓存。在jvm报告内存不足之前会清除所有的软引用,这样以来gc就有可能收集软可及的对象,可能解决内存吃紧问题,避免内存溢出。什么时候会被收集取决于gc的算法和gc运行时可用内存的大小。当gc决定要收集软引用是执行以下过程,以上面的abcSoftRef为例:

  1、首先将abcSoftRef的referent设置为null,不再引用heap中的new String("abc")对象。

  2、将heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable)。

  3、当heap中的new String("abc")对象的finalize()方法被运行而且该对象占用的内存被释放, abcSoftRef被添加到它的ReferenceQueue中。

  注:对ReferenceQueue软引用和弱引用可以有可无,但是虚引用必须有,参见:

Reference(T paramT, ReferenceQueue<? super T>paramReferenceQueue)  

  被 Soft Reference 指到的对象,即使没有任何 Direct Reference,也不会被清除。一直要到 JVM 内存不足且 没有 Direct Reference 时才会清除,SoftReference 是用来设计 object-cache 之用的。如此一来 SoftReference 不但可以把对象 cache 起来,也不会造成内存不足的错误 (OutOfMemoryError)。我觉得 Soft Reference 也适合拿来实作 pooling 的技巧。

     A obj = new A();
SoftRefenrence sr = new SoftReference(obj);

    //引用时
    if(sr!=null){
        obj = sr.get();
    }else{
        obj = new A();
        sr = new SoftReference(obj);
    }


 弱引用

  当gc碰到弱可及对象,并释放abcWeakRef的引用,收集该对象。但是gc可能需要对此运用才能找到该弱可及对象。通过如下代码可以了明了的看出它的作用:

String abc=new String("abc");    
WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(abc);    
abc=null;    
System.out.println("before gc: "+abcWeakRef.get());    
System.gc();    
System.out.println("after gc: "+abcWeakRef.get());  

  运行结果:

  before gc: abc
  after gc: null

  gc收集弱可及对象的执行过程和软可及一样,只是gc不会根据内存情况来决定是不是收集该对象。

  如果你希望能随时取得某对象的信息,但又不想影响此对象的垃圾收集,那么你应该用 Weak Reference 来记住此对象,而不是用一般的 reference。

A obj = new A();

    WeakReference wr = new WeakReference(obj);

    obj = null;

    //等待一段时间,obj对象就会被垃圾回收
  ...

  if (wr.get()==null) { 
  System.out.println("obj 已经被清除了 "); 
  } else { 
  System.out.println("obj 尚未被清除,其信息是 "+obj.toString());
  }
  ...
}

  在此例中,透过 get() 可以取得此 Reference 的所指到的对象,如果返回值为 null 的话,代表此对象已经被清除。

  这类的技巧,在设计 Optimizer 或 Debugger 这类的程序时常会用到,因为这类程序需要取得某对象的信息,但是不可以 影响此对象的垃圾收集。

  PhantomRefrence(虚引用)

  虚顾名思义就是没有的意思,建立虚引用之后通过get方法返回结果始终为null,通过源代码你会发现,虚引用通向会把引用的对象写进referent,只是get方法返回结果为null。先看一下和gc交互的过程在说一下他的作用。

  1 不把referent设置为null,直接把heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable).

  2 与软引用和弱引用不同,先把PhantomRefrence对象添加到它的ReferenceQueue中,然后在释放虚可及的对象。

  你会发现在收集heap中的new String("abc")对象之前,你就可以做一些其他的事情。通过以下代码可以了解他的作用。

import java.lang.ref.PhantomReference;    
import java.lang.ref.Reference;    
import java.lang.ref.ReferenceQueue;    
import java.lang.reflect.Field;    
   
public class Test {    
    public static boolean isRun = true;    
   
    public static void main(String[] args) throws Exception {    
        String abc = new String("abc");    
        System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());    
        final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();    
        new Thread() {    
            public void run() {    
                while (isRun) {    
                    Object o = referenceQueue.poll();    
                    if (o != null) {    
                        try {    
                            Field rereferent = Reference.class   
                                    .getDeclaredField("referent");    
                            rereferent.setAccessible(true);    
                            Object result = rereferent.get(o);    
                            System.out.println("gc will collect:"   
                                    + result.getClass() + "@"   
                                    + result.hashCode());    
                        } catch (Exception e) {    
   
                            e.printStackTrace();    
                        }    
                    }    
                }    
            }    
        }.start();    
        PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,    
                referenceQueue);    
        abc = null;    
        Thread.currentThread().sleep(3000);    
        System.gc();    
        Thread.currentThread().sleep(3000);    
        isRun = false;    
    }    
   
}

  结果为:

  class java.lang.String@96354
  gc will collect:class java.lang.String@96354

posted on 2014-03-21 17:01 Eric_jiang 阅读(154) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: Java

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