被面试官问到了Java 强引用,弱引用,软引用,我来总结一下.

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Hello 大家好,我是【耳东双月】一个执着的职场程序员,为了让自己心里踏实,减少焦虑,同时验证自己的技术是不是脱钩了,决定面试一下大厂,首先面试了zj,面试的时候第一个问题就问了我 强引用,弱引用,虽然是基础题,但是问了几个同事,发现他们竟然说不出来个所以然来,所以我将我面试的题一个一个的整理出来,与大家分析,也让大家熟悉一些,会的加深,不会的学习,共勉之。。。。。

后续会一个一个来,一次写太多了反而不太容易看,再说整理需要时间,不想简单的带过,毕竟每一次经历都是需要成长的。

01

概念

1,强引用(StrongReference)

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用,那垃圾回收器绝不会回收它

2,软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用,则内存空间充足时,垃圾回收器不会回收它;如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它,该对象就可以被程序使用。

3,弱引用(WeakReference)

弱引用软引用的区别在于:只具有弱引用的对象拥有更短暂生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。不过,由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定很快发现那些只具有弱引用的对象。

4,虚引用(PhantomReference)

虚引用顾名思义,就是形同虚设。与其他几种引用都不同,虚引用不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

概念性东西上面已经说的很详细了,我猜很多人不知道这么使用?并且不知道这些都用来做什么?
其实这里的主要用的还是使用弱引用,也是我们来讲的重点。

虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

02

重要性和整理

Java中4种引用的级别和强度由高到低依次为:强引用 -> 软引用 -> 弱引用 -> 虚引用

垃圾回收器回收时,某些对象会被回收,某些不会被回收。垃圾回收器会从根对象Object标记存活的对象,然后将某些不可达的对象和一些引用的对象进行回收。

通过表格来说明一下,如下:

引用类型被垃圾回收时间用途生存时间
强引用从来不会对象的一般状态JVM停止运行时终止
软引用当内存不足时对象缓存内存不足时终止
弱引用正常垃圾回收时对象缓存垃圾回收后终止
虚引用正常垃圾回收时跟踪对象的垃圾回收垃圾回收后终止

03

作用于内存泄漏

Java中的内存泄露

假如在你的程序中有某类的对象很可能会造成内存泄漏,内存泄漏就是虚拟机在做垃圾回收时 某些垃圾 由于某些原因无法回收,而且每次实例化出来的对象都无法回收,最终导致内存超出。

这种内存泄漏是无法避免的,那么我们是否可以通过其他方式来检查内存泄漏?

这样就需要通过使用弱引用来处理,他能很好的判断某个对象类有没有被GC回收,被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾回收发生之前,如果某个类即和弱引用关联有和强引用关联那么他就不会被回收。

根据这些就可以判断是否有内存泄漏。

在实际的实现中可以通过WeakHashMap来实现弱引用,只需将对象put到

WeakHashMap中。
例如:weakMap.(“a”,maybeMemoryLeak),当maybeMemoryLeak及其包含的元素没有被其他任何类加载器中的元素引用到时,Jvm发生垃圾回收时会把maybeMemoryLeak对象回收,否则就将一直会不了回收。

通过内存泄漏这里的说明是不是指导 引用到底是怎么回事了?

其实说白了就是 通过引用来回收内存或者监控内存泄漏。

04

引用的使用

弱引用可以对内存进行回收,防止内存泄漏,例如:当一个内存对象失去了所有的引用之后,GC 就可以将其回收。反过来说,如果这个对象还存在引用,那么它将不会被 GC 回收,哪怕是 Java 虚拟机抛出 OutOfMemoryError 。

在Java中,内存泄漏就是存在一些被分配的对象,这些对象有下面两个特点,首先,这些对象是可达的,即在有向图中,存在通路可以与其相连;

其次,这些对象是无用的,即程序以后不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条件,这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏,这些对象不会被GC所回收,然而它却占用内存。

一般来说是长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄露,尽管短生命周期对象已经不再需要,但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收。

我们来看一个典型的内存泄露实例,这个也是很普遍的一个例子,通过该例子我们能更好分析:

Vector v=new Vector(10); for (int i=1;i<100; i++){     Object o=new Object();     v.add(o);     /**      * 此时,所有的Object对象都没有被释放,因为变量v引用这些对象      */     o=null;  }
复制代码

解释:

我们循环申请Object对象,并将所申请的对象放入一个Vector中,如果我们仅仅释放引用本身,那么Vector仍然引用该对象,所以这个对象对GC来说是不可回收的。

因此,如果对象加入到Vector后,还必须从Vector中删除,最简单的方法就是将Vector对象设置为null。

通过上面的分析,我们来总结一下:

1、 GC 在一般情况下不会发现软引用的内存对象,只有在内存明显不足的时候才会发现并释放软引用对象的内存。
2、 GC 对弱引用的发现和释放也不是立即的,有时需要重复几次 GC ,才会发现并释放弱引用的内存对象。
3、软引用和弱引用在添加到 ReferenceQueue 的时候,其指向真实内存的引用已经被置为空了,相关的内存也已经被释放掉了。而虚引用在添加到 ReferenceQueue 的时候,内存还没有释放,仍然可以对其进行访问。

下面我们来一个一个说一下程序中这么使用:

(一) 强引用(StrongReference)

强引用是使用最普遍的引用,平常我们随意的一个 new对象就是一个强引用。如果一个对象具有强引用,那垃圾回收器绝不会回收它。如下:

Object strongReference = new Object();
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(二) 软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用,则内存空间充足时,垃圾回收器不会回收它;如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它,该对象就可以被程序使用。

软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

// 强引用
String strongReference = new String("abc");
// 软引用
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<String>(str);
复制代码

通过代码可以看出弱引用 使用 SoftRefrence来实现。使用起来很简单。
还有另一种方式也是引用队列。

软引用可以和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。如果软引用所引用对象被垃圾回收JAVA虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

ReferenceQueue<String> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<>(str, referenceQueue);
str = null;
// Notify 
GCSystem.gc();
System.out.println(softReference.get()); 
// abc
Reference<? extends String> reference = referenceQueue.poll();
System.out.println(reference); //null
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注意:软引用对象是在jvm内存不够的时候才会被回收,我们调用System.gc()方法只是起通知作用,JVM什么时候扫描回收对象是JVM自己的状态决定的。就算扫描到软引用对象也不一定会回收它,只有内存不够的时候才会回收。

当内存不足的时候软引用这么回收内存的呢?
当内存不足时,JVM首先将软引用中的对象引用置为null,然后通知垃圾回收器进行回收:

if(JVM内存不足) {        
// 将软引用中的对象引用置为null        
str = null;        
// 通知垃圾回收器进行回收        
System.gc();    
}
复制代码

也就是说,垃圾收集线程会在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前回收软引用对象,而且虚拟机会尽可能优先回收长时间闲置不用软引用对象

我们再来看一个我们做web开发时候需要考虑的引用场景:

浏览器的后退按钮。按后退时,这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢?这就要看具体的实现策略了。

  1. 如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收,则按后退查看前面浏览过的页面时,需要重新构建;

  2. 如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费,甚至会造成内存溢出。

这时候就可以使用软引用,很好的解决了实际的问题:
代码如下:

// 获取浏览器对象进行浏览    
Browser browser = new Browser();    
// 从后台程序加载浏览页面    
BrowserPage page = browser.getPage();    
// 将浏览完毕的页面置为软引用    
SoftReference softReference = new SoftReference(page);
// 回退或者再次浏览此页面时    
if(softReference.get() != null) {        
// 内存充足,还没有被回收器回收,直接获取缓存        
page = softReference.get();    
} else {        
// 内存不足,软引用的对象已经回收        
page = browser.getPage();        
// 重新构建软引用        
softReference = new SoftReference(page);    
}
复制代码

(三) 弱引用(WeakReference)

我们先来看弱引用软引用的区别。
其实弱引用和软引用的区别不大,只是弱引用的对象拥有更短暂生命周期

由于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。

String str = new String("abc");
WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str);
str = null;
复制代码

JVM首先将软引用中的对象引用置为null,然后通知垃圾回收器进行回收:

str = null;System.gc();
复制代码

(四) 虚引用(PhantomReference)

虚引用其实作用不大,我能几乎也不用,就是形同虚设。与其他几种引用都不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。

String str = new String("abc");
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
// 创建虚引用,要求必须与一个引用队列关联
PhantomReference pr = new PhantomReference(str, queue);
复制代码

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