Java 四種引用類型

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  對象的強(qiáng)、軟、弱和虛引用

在JDK 1.2以前的版本中，若一個對象不被任何變量引用，那么程序就無法再使用這個對象。也就是說，只有對象處于可觸及（reachable）狀態(tài)，程序才能使用它。從JDK 1.2版本開始，把對象的引用分為4種級別，從而使程序能更加靈活地控制對象的生命周期。這4種級別由高到低依次為：強(qiáng)引用、軟引用、弱引用和虛引用。 

⑴強(qiáng)引用（StrongReference）

強(qiáng)引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強(qiáng)引用，那垃圾回收器絕不會回收它。當(dāng)內(nèi)存空間不足，Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強(qiáng)引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題。  ps：強(qiáng)引用其實(shí)也就是我們平時A a = new A()這個意思。

⑵軟引用（SoftReference）

如果一個對象只具有軟引用，則內(nèi)存空間足夠，垃圾回收器就不會回收它；如果內(nèi)存空間不足了，就會回收這些對象的內(nèi)存。只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存（下文給出示例）。

軟引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收，Java虛擬機(jī)就會把這個軟引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊列中。

⑶弱引用（WeakReference）

弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內(nèi)存區(qū)域的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象，不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否，都會回收它的內(nèi)存。不過，由于垃圾回收器是一個優(yōu)先級很低的線程，因此不一定會很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對象。

弱引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機(jī)就會把這個弱引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊列中。

⑷虛引用（PhantomReference）

“虛引用”顧名思義，就是形同虛設(shè)，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。
虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區(qū)別在于：虛引用必須和引用隊列 （ReferenceQueue）聯(lián)合使用。當(dāng)垃圾回收器準(zhǔn)備回收一個對象時，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會在回收對象的內(nèi)存之前，把這個虛引用加入到與之 關(guān)聯(lián)的引用隊列中。

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();

PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue); 

程序可以通過判斷引用隊列中是否已經(jīng)加入了虛引用，來了解被引用的對象是否將要被垃圾回收。如果程序發(fā)現(xiàn)某個虛引用已經(jīng)被加入到引用隊列，那么就可以在所引用的對象的內(nèi)存被回收之前采取必要的行動。

使用軟引用構(gòu)建敏感數(shù)據(jù)的緩存

1 為什么需要使用軟引用

首先，我們看一個雇員信息查詢系統(tǒng)的實(shí)例。我們將使用一個Java語言實(shí)現(xiàn)的雇員信息查詢系統(tǒng)查詢存儲在磁盤文件或者數(shù)據(jù)庫中的雇員人事檔案信息。作為一個用戶，我們完全有可能需要回頭去查看幾分鐘甚至幾秒鐘前查看過的雇員檔案信息(同樣，我們在瀏覽WEB頁面的時候也經(jīng)常會使用“后退”按鈕)。這時我們通常會有兩種程序?qū)崿F(xiàn)方式:一種是把過去查看過的雇員信息保存在內(nèi)存中，每一個存儲了雇員檔案信息的Java對象的生命周期貫穿整個應(yīng)用程序始終;另一種是當(dāng)用戶開始查看其他雇員的檔案信息的時候，把存儲了當(dāng)前所查看的雇員檔案信息的Java對象結(jié)束引用，使得垃圾收集線程可以回收其所占用的內(nèi)存空間，當(dāng)用戶再次需要瀏覽該雇員的檔案信息的時候，重新構(gòu)建該雇員的信息。很顯然，第一種實(shí)現(xiàn)方法將造成大量的內(nèi)存浪費(fèi)，而第二種實(shí)現(xiàn)的缺陷在于即使垃圾收集線程還沒有進(jìn)行垃圾收集，包含雇員檔案信息的對象仍然完好地保存在內(nèi)存中，應(yīng)用程序也要重新構(gòu)建一個對象。我們知道，訪問磁盤文件、訪問網(wǎng)絡(luò)資源、查詢數(shù)據(jù)庫等操作都是影響應(yīng)用程序執(zhí)行性能的重要因素，如果能重新獲取那些尚未被回收的Java對象的引用，必將減少不必要的訪問，大大提高程序的運(yùn)行速度。

2 如果使用軟引用

SoftReference的特點(diǎn)是它的一個實(shí)例保存對一個Java對象的軟引用，該軟引用的存在不妨礙垃圾收集線程對該Java對象的回收。也就是說，一旦SoftReference保存了對一個Java對象的軟引用后，在垃圾線程對這個Java對象回收前，SoftReference類所提供的get()方法返回Java對象的強(qiáng)引用。另外，一旦垃圾線程回收該Java對象之后，get()方法將返回null。

看下面代碼:

MyObject aRef = new
MyObject();

SoftReference aSoftRef=new SoftReference(aRef); 

此時，對于這個MyObject對象，有兩個引用路徑，一個是來自SoftReference對象的軟引用，一個來自變量aReference的強(qiáng)引用，所以這個MyObject對象是強(qiáng)可及對象。

隨即，我們可以結(jié)束aReference對這個MyObject實(shí)例的強(qiáng)引用:

aRef = null;

此后，這個MyObject對象成為了軟可及對象。如果垃圾收集線程進(jìn)行內(nèi)存垃圾收集，并不會因為有一個SoftReference對該對象的引用而始終保留該對象。Java虛擬機(jī)的垃圾收集線程對軟可及對象和其他一般Java對象進(jìn)行了區(qū)別對待:軟可及對象的清理是由垃圾收集線程根據(jù)其特定算法按照內(nèi)存需求決定的。也就是說，垃圾收集線程會在虛擬機(jī)拋出OutOfMemoryError之前回收軟可及對象，而且虛擬機(jī)會盡可能優(yōu)先回收長時間閑置不用的軟可及對象，對那些剛剛構(gòu)建的或剛剛使用過的“新”軟可反對象會被虛擬機(jī)盡可能保留。在回收這些對象之前，我們可以通過:

MyObject anotherRef=(MyObject)aSoftRef.get(); 

重新獲得對該實(shí)例的強(qiáng)引用。而回收之后，調(diào)用get()方法就只能得到null了。

3 使用ReferenceQueue清除失去了軟引用對象的SoftReference

作為一個Java對象，SoftReference對象除了具有保存軟引用的特殊性之外，也具有Java對象的一般性。所以，當(dāng)軟可及對象被回收之后，雖然這個SoftReference對象的get()方法返回null,但這個SoftReference對象已經(jīng)不再具有存在的價值，需要一個適當(dāng)?shù)那宄龣C(jī)制，避免大量SoftReference對象帶來的內(nèi)存泄漏。在java.lang.ref包里還提供了ReferenceQueue。如果在創(chuàng)建SoftReference對象的時候，使用了一個ReferenceQueue對象作為參數(shù)提供給SoftReference的構(gòu)造方法，如:

ReferenceQueue queue = new
ReferenceQueue();

SoftReference
ref=new
SoftReference(aMyObject, queue); 

那么當(dāng)這個SoftReference所軟引用的aMyOhject被垃圾收集器回收的同時，ref所強(qiáng)引用的SoftReference對象被列入ReferenceQueue。也就是說，ReferenceQueue中保存的對象是Reference對象，而且是已經(jīng)失去了它所軟引用的對象的Reference對象。另外從ReferenceQueue這個名字也可以看出，它是一個隊列，當(dāng)我們調(diào)用它的poll()方法的時候，如果這個隊列中不是空隊列，那么將返回隊列前面的那個Reference對象。

在任何時候，我們都可以調(diào)用ReferenceQueue的poll()方法來檢查是否有它所關(guān)心的非強(qiáng)可及對象被回收。如果隊列為空，將返回一個null,否則該方法返回隊列中前面的一個Reference對象。利用這個方法，我們可以檢查哪個SoftReference所軟引用的對象已經(jīng)被回收。于是我們可以把這些失去所軟引用的對象的SoftReference對象清除掉。常用的方式為:

SoftReference ref = null;

 
while ((ref = (EmployeeRef) q.poll()) != null) {

 

// 清除ref

 
}

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