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全面解析Java中的GC与幽灵引用

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-29 22:32:09 24 4
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这篇CFSDN的博客文章全面解析Java中的GC与幽灵引用由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

Java 中一共有 4 种类型的引用 : StrongReference、 SoftReference、 WeakReference 以及 PhantomReference (传说中的幽灵引用 呵呵),  这 4 种类型的引用与 GC 有着密切的关系,  让我们逐一来看它们的定义和使用场景

1、 Strong Reference StrongReference 是 Java 的默认引用实现,  它会尽可能长时间的存活于 JVM 内， 当没有任何对象指向它时 GC 执行后将会被回收 。

Java代码  。

复制代码代码如下:

@Test  
public void strongReference() {  
    Object referent = new Object();  

    /** 
     * 通过赋值创建 StrongReference  
     */  
    Object strongReference = referent;  

    assertSame(referent, strongReference);  

    referent = null;  
    System.gc();  

    /** 
     * StrongReference 在 GC 后不会被回收 
     */  
    assertNotNull(strongReference);  
}  

2、 WeakReference & WeakHashMap WeakReference， 顾名思义,  是一个弱引用,  当所引用的对象在 JVM 内不再有强引用时, GC 后 weak reference 将会被自动回收 。

复制代码代码如下:

@Test  
public void weakReference() {  
    Object referent = new Object();  
    WeakReference<Object> weakRerference = new WeakReference<Object>(referent);  

    assertSame(referent, weakRerference.get());  

    referent = null;  
    System.gc();  

    /** 
     * 一旦没有指向 referent 的强引用, weak reference 在 GC 后会被自动回收 
     */  
    assertNull(weakRerference.get());  
}  

WeakHashMap 使用 WeakReference 作为 key， 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry 。

复制代码代码如下:

@Test  
public void weakHashMap() throws InterruptedException {  
    Map<Object, Object> weakHashMap = new WeakHashMap<Object, Object>();  
    Object key = new Object();  
    Object value = new Object();  
    weakHashMap.put(key, value);  

    assertTrue(weakHashMap.containsValue(value));  

    key = null;  
    System.gc();  

    /** 
     * 等待无效 entries 进入 ReferenceQueue 以便下一次调用 getTable 时被清理 
     */  
    Thread.sleep(1000);  

    /** 
     * 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry 
     */  
    assertFalse(weakHashMap.containsValue(value));  
}  

3、SoftReference SoftReference 于 WeakReference 的特性基本一致， 最大的区别在于 SoftReference 会尽可能长的保留引用直到 JVM 内存不足时才会被回收(虚拟机保证), 这一特性使得 SoftReference 非常适合缓存应用 。

复制代码代码如下:

@Test  
public void softReference() {  
    Object referent = new Object();  
    SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(referent);  

    assertNotNull(softRerference.get());  

    referent = null;  
    System.gc();  

    /** 
     *  soft references 只有在 jvm OutOfMemory 之前才会被回收, 所以它非常适合缓存应用 
     */  
    assertNotNull(softRerference.get());  
}  

4、 PhantomReference 作为本文主角， Phantom Reference(幽灵引用) 与 WeakReference 和 SoftReference 有很大的不同,  因为它的 get() 方法永远返回 null, 这也正是它名字的由来 。

  。

Java代码  。

复制代码代码如下:

@Test  
public void phantomReferenceAlwaysNull() {  
    Object referent = new Object();  
    PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<Object>(referent, new ReferenceQueue<Object>());  

    /** 
     * phantom reference 的 get 方法永远返回 null  
     */  
    assertNull(phantomReference.get());  
}  

诸位可能要问, 一个永远返回 null 的 reference 要来何用,  请注意构造 PhantomReference 时的第二个参数 ReferenceQueue(事实上 WeakReference & SoftReference 也可以有这个参数)， PhantomReference 唯一的用处就是跟踪 referent  何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中. 。

  。

5、 RererenceQueue 当一个 WeakReference 开始返回 null 时， 它所指向的对象已经准备被回收， 这时可以做一些合适的清理工作.   将一个 ReferenceQueue 传给一个 Reference 的构造函数， 当对象被回收时， 虚拟机会自动将这个对象插入到 ReferenceQueue 中， WeakHashMap 就是利用 ReferenceQueue 来清除 key 已经没有强引用的 entries. 。

Java代码  。

复制代码代码如下:

@Test  
public void referenceQueue() throws InterruptedException {  
    Object referent = new Object();       
    ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();  
    WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<Object>(referent, referenceQueue);  

    assertFalse(weakReference.isEnqueued());  
    Reference<? extends Object> polled = referenceQueue.poll();  
    assertNull(polled);  

    referent = null;  
    System.gc();  

    assertTrue(weakReference.isEnqueued());  
    Reference<? extends Object> removed = referenceQueue.remove();  
    assertNotNull(removed);  
}  

6、PhantomReference  vs WeakReference PhantomReference  有两个好处， 其一， 它可以让我们准确地知道对象何时被从内存中删除， 这个特性可以被用于一些特殊的需求中(例如 Distributed GC，  XWork 和 google-guice 中也使用 PhantomReference 做了一些清理性工作). 。

  。

其二， 它可以避免 finalization 带来的一些根本性问题, 上文提到 PhantomReference 的唯一作用就是跟踪 referent 何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中,  但是 WeakReference 也有对应的功能, 两者的区别到底在哪呢 ？ 这就要说到 Object 的 finalize 方法, 此方法将在 gc 执行前被调用, 如果某个对象重载了 finalize 方法并故意在方法内创建本身的强引用,  这将导致这一轮的 GC 无法回收这个对象并有可能引起任意次 GC， 最后的结果就是明明 JVM 内有很多 Garbage 却 OutOfMemory， 使用 PhantomReference 就可以避免这个问题， 因为 PhantomReference 是在 finalize 方法执行后回收的，也就意味着此时已经不可能拿到原来的引用， 也就不会出现上述问题,  当然这是一个很极端的例子, 一般不会出现. 。

7、 对比 。

Soft vs Weak vs Phantom References 。

Type 。

Purpose 。

Use 。

When GCed 。

Implementing Class 。

Strong Reference 。

An ordinary reference. Keeps objects alive as long as they are referenced. 。

normal reference. 。

Any object not pointed to can be reclaimed. 。

default 。

Soft Reference 。

Keeps objects alive provided there's enough memory. 。

to keep objects alive even after clients have removed their references (memory-sensitive caches), in case clients start asking for them again by key. 。

After a first gc pass, the JVM decides it still needs to reclaim more space. 。

java.lang.ref.SoftReference 。

Weak Reference 。

Keeps objects alive only while they're in use (reachable) by clients. 。

Containers that automatically delete objects no longer in use. 。

After gc determines the object is only weakly reachable 。

java.lang.ref.WeakReference  java.util.WeakHashMap 。

Phantom Reference 。

Lets you clean up after finalization but before the space is reclaimed (replaces or augments the use offinalize()) 。

Special clean up processing 。

After finalization. 。

java.lang.ref.PhantomReference 。

  。

  。

  。

8. 小结 一般的应用程序不会涉及到 Reference 编程， 但是了解这些知识会对理解 GC 的工作原理以及性能调优有一定帮助，在实现一些基础性设施比如缓存时也可能会用到， 希望本文能有所帮助.

最后此篇关于全面解析Java中的GC与幽灵引用的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于全面解析Java中的GC与幽灵引用的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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