引用类型与垃圾回收

Posted 2020-08-29

引用是与垃圾回收机制相关的 , 从JDK1.2开始 , 把引用划分为4种级别

从而使程序能够更加灵活地控制对象的生命周期

级别从高到低分别是 

强引用 —> 软引用 —> 弱引用 —> 虚引用

 

 

 

↑ 强引用是作为基类的  , 另外三种引用类型都是它的子类

 

(一) 强引用 ( StrongReference )

强引用是最普遍的引用 , 如果一个对象具有强引用 , 那么垃圾回收器绝不会回收它

如果具备强引用的对象过多 , Java虚拟机内存不足 , 就会抛出 OutOfMemoryError , 程序终止

 

(二) 软引用 ( SoftReference )

如果一个对象只具有软引用 , 当Java虚拟机内存空间足够时 , 垃圾回收器就不会回收它

如果内存空间不足 , 这个对象就会被垃圾回收器回收掉

 

软引用可以用来实现内存敏感的高速缓存

也可以与一个引用队列 ( ReferenceQueue ) 联合使用 , 如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收

Java虚拟机会把这个软引用加入到与之关联的引用队列当中

 

(三) 弱引用 ( WeakReference )

弱引用的对象拥有更短暂的生命周期 , 在垃圾回收器扫描它所管辖的内存区域的过程中

一旦发现只具有弱引用的对象 , 不论内存空间是否足够 , 都会将其回收

但是垃圾回收器是一个优先级很低的线程 , 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象

 

弱引用同样可以与引用队列联合使用

 

(四) 虚引用 ( PhantomReference )

顾名思义 , 就是形同虚设 , 一个对象只持有虚引用 , 就与没有任何引用一样 , 随时会被垃圾回收器回收掉

与弱引用的区别是 , 虚引用必须要与引用队列联合使用 

 

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实践

--> 创建一个对象的弱引用 

public class Mian<T extends Exception> {
     public static void main(final String[] args){
          Demo demo = new Demo();
           //创建一个弱引用
          WeakReference<Demo> weakRef = new WeakReference<Demo>(demo);
           //去掉该对象的强引用(此时它只具备一个弱引用)
          demo = null;
           //运行垃圾回收器
          System.gc();
           /*如果不请求执行垃圾回收,则不能保证在这个时候弱引用对象被回收*/
          
           //重新获得该对象的强引用
          demo = weakRef.get();
           if(demo == null ){
               //如果该对象已经被垃圾回收器回收掉,那么获取到的就是null
              System.out.println("The target is null" );
          } else {
              System.out.println(demo.num );
          }
     }
}

class Demo {
     int num = 10;
}

执行的结果是当垃圾回收器启动的时候 , 弱引用对象已经被回收

无法再次获取到强引用 ( get方法的返回值是null )

 

软引用和虚引用的创建方式与此也是类似的

在实际的程序设计当中 , 除了一般的强引用之外 , 软引用使用得相对较多

因为软引用可以加速JVM对垃圾内存的回收速度 , 维护系统的运行安全 , 防止产生内存溢出的问题 

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附 : 使用软引用集合创建一个高速缓存器

package com.system.util;

import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.Hashtable;

import org.springframework.stereotype.Repository;
/**
 * 数据库数据的高速缓存器
 * 使用软引用构成的集合实现
 * 在根据执行查询的时候,就把查询到的对象放入到缓存当中
 * 当该数据发生改变(被修改或删除),就从集合中移除该对象
 * 由于内存的限制,当集合中的数据过多时
 * 软引用对象会被垃圾回收器回收,避免内存溢出的情况
 * @author 41882
 *
 */
@Repository
public class DataCache {
    private Hashtable<String,DataRef> dataRefs;//缓存区
    private ReferenceQueue<Object> queue;//引用队列
    
    public DataCache() {
        dataRefs = new Hashtable<String,DataRef>();
        queue = new ReferenceQueue<Object>();
    }
    /**
     * 用于创建实例对象软引用的类
     * @author 41882
     *
     */
    private class DataRef extends SoftReference<Object> {
        public DataRef(Object obj,ReferenceQueue<Object> queue){
            super(obj,queue);
            String id = (String) ReflectUtils.getItemField(obj, "id");
            //缓存中的标识是该类名称与ID的组合
            this._key = obj.getClass().getSimpleName()+id;
        }
        private String _key;
    }
    /**
     * 从缓存区获取一个对象(如果缓存区没有该对象,则执行查询获得该对象)
     * @param <T>
     * @param id
     * @param clz
     * @return
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T> T getObject(Class<T> clz,String id){
        //从缓存中获取该实例的软引用
        DataRef ref = dataRefs.get(clz.getSimpleName() + id);
        if(ref == null){
            return null;
        } else {
            //由软引用获取强引用
            //如果该软引用对象已被回收,返回null
            return (T) ref.get();
        }
    }
    /**
     * 从缓存区当中移除一个对象
     * (通常在该对象被修改或删除的时候,就从缓存区移除该对象)
     * @param obj
     */
    public void removeObject(Object obj){
        String id = (String) ReflectUtils.getItemField(obj, "id");
        dataRefs.remove(obj.getClass().getSimpleName() + id);
    }
    /**
     * 从缓存区当中根据ID和类型移除多个对象
     * @param clz
     * @param ids
     */
    public void removeObject(Class<?> clz,String[] ids){
        if(ids != null && ids.length>0){
            for(String id : ids){
                dataRefs.remove(clz.getSimpleName() + id);
            }
        }
    }
    /**
     * 清空缓存区
     */
    public void clearCache(){
        dataRefs.clear();
    }
    /**
     * 缓存数据
     * @param obj 需要执行缓存的对象
     */
    public void cacheData(Object obj) {
        cleanQueue();
        DataRef ref = new DataRef(obj,queue);
        dataRefs.put(obj.getClass().getSimpleName() + ReflectUtils.getItemField(obj, "id"), ref);
    }
    
    /**
     * 清除已经被回收的软引用对象
     */
    private void cleanQueue(){
        DataRef ref = null;
        while((ref=(DataRef) queue.poll()) != null) {
            dataRefs.remove(ref._key);
        }
    }
}