Java强软弱虚引用Reference

Java强软弱虚引用Reference

本文目的：深刻理解Reference

本文定位：学习笔记

学习过程记录，加深理解，提高文字组合表达能力。也但愿能给学习Reference的同窗一些灵感

源码说明

源码基于jdk1.8.0_111：

• ReferenceQueue 源码160行左右
• Reference 源码300行左右
• SoftReference、WeakReference、PhantomReference继承于Reference，代码量都极少

由代码量上也能够初步判断，Java引用，并不太复杂

java.lang.ref包

Package java.lang.ref:

提供引用对象类，它支持与垃圾收集器进行有限程度的交互。

Provides reference-object classes, which support a limited degree of interaction with the garbage collector. --oracle.com

java.lang.ref包中提供了几个类：SoftReference类、WeakReference类和PhantomReference类，它们分别表明软引用、弱引用和虚引用。ReferenceQueue类表示引用队列，它能够和这三种引用类联合使用，以便跟踪Java虚拟机回收所引用的对象的活动。

强引用

• 强引用能够直接访问目标对象。
• 强引用所指向的对象在任什么时候候都不会被系统回收。JVM宁愿抛出OOM异常，也不会回收强引用所指向的对象。
• 强引用可能致使内存泄露。

软引用SoftReference

SoftReference：软引用–>当虚拟机内存不足时，将会回收它指向的对象；须要获取对象时，能够调用get方法。

能够经过java.lang.ref.SoftReference使用软引用。一个持有软引用的对象，不会被JVM很快回收，JVM会根据当前堆的使用状况来判断什么时候回收。当堆的使用率临近阈值时，才会回收软引用的对象。

软引用应用场景

例如从网络上获取图片，而后将获取的图片显示的同时，经过软引用缓存起来。当下次再去网络上获取图片时，首先会检查要获取的图片缓存中是否存在，若存在，直接取出来，不须要再去网络上获取。

注意避免软引用获取对象为null

在垃圾回收器对这个Java对象回收前，SoftReference类所提供的get方法会返回Java对象的强引用，一旦垃圾线程回收该Java对象以后，get方法将返回null。因此在获取软引用对象的代码中，必定要判断是否为null，以避免出现NullPointerException异常致使应用崩溃。

软引用SoftReference源码

public class SoftReference<T> extends Reference<T> {

    /**
     * Timestamp clock, updated by the garbage collector
     */
    static private long clock;

    /**
     * Timestamp updated by each invocation of the get method.  The VM may use
     * this field when selecting soft references to be cleared, but it is not
     * required to do so.
     */
    private long timestamp;

    /**
     * Creates a new soft reference that refers to the given object.  The new
     * reference is not registered with any queue.
     *
     * @param referent object the new soft reference will refer to
     */
    public SoftReference(T referent) {
        super(referent);
        this.timestamp = clock;
    }

    /**
     * Creates a new soft reference that refers to the given object and is
     * registered with the given queue.
     *
     * @param referent object the new soft reference will refer to
     * @param q the queue with which the reference is to be registered,
     *          or <tt>null</tt> if registration is not required
     *
     */
    public SoftReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
        super(referent, q);
        this.timestamp = clock;
    }

    /**
     * Returns this reference object's referent.  If this reference object has
     * been cleared, either by the program or by the garbage collector, then
     * this method returns <code>null</code>.
     *
     * @return   The object to which this reference refers, or
     *           <code>null</code> if this reference object has been cleared
     */
    public T get() {
        T o = super.get();
        if (o != null && this.timestamp != clock)
            this.timestamp = clock;
        return o;
    }

}

能够看到SoftReference有一个类变量clock和一个变量timestamp，这两个参数对于SoftReference相当重要。

• clock：记录了上一次GC的时间。这个变量由GC（garbage collector）来改变。
• timestamp：记录对象被访问（get函数）时最近一次GC的时间。

那么这两个参数有什么用？

• 咱们知道软引用是当内存不足时能够回收的。可是这只是大体状况，实际上软应用的回收有一个条件：
• clock - timestamp <= free_heap * ms_per_mb
• free_heap是JVM Heap的空闲大小，单位是MB
• ms_per_mb单位是毫秒，是每MB空闲容许保留软引用的时间。Sun JVM能够经过参数-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB进行设置

举个例子：

• 目前有3MB的空闲，ms_per_mb为1000，这时若是clock和timestamp分别为5000和2000，那么
• 5000 - 2000 <= 3 * 1000
• 条件成立，则该次GC不对该软引用进行回收。
• 因此每次GC时，经过上面的条件去判断软应用是否能够回收并进行回收，即咱们一般说的内存不足时被回收。

弱引用WeakReference

若是一个对象只具备弱引用，那么在垃圾回收器线程扫描的过程当中，一旦发现了只具备弱引用的对象，无论当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，因为垃圾回收器是一个优先级很低的线程，所以不必定会很快发现那些只具备弱引用的对象。

弱引用也能够和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，若是弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

应用场景示例

Android中的Handler

注意避免软引用获取对象为null

同软引用SoftReference

弱引用WeakReference源码

public class WeakReference<T> extends Reference<T> {

    /**
     * Creates a new weak reference that refers to the given object.  The new
     * reference is not registered with any queue.
     *
     * @param referent object the new weak reference will refer to
     */
    public WeakReference(T referent) {
        super(referent);
    }

    /**
     * Creates a new weak reference that refers to the given object and is
     * registered with the given queue.
     *
     * @param referent object the new weak reference will refer to
     * @param q the queue with which the reference is to be registered,
     *          or <tt>null</tt> if registration is not required
     */
    public WeakReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
        super(referent, q);
    }

}

没有其余代码，GC时被回收掉。

虚引用

虚引用是全部引用类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象，和没有引用几乎是同样的，随时均可能被垃圾回收器回收。当试图经过虚引用的get()方法取得强引用时，老是会失败。而且，虚引用必须和引用队列一块儿使用，它的做用在于跟踪垃圾回收过程。 当垃圾回收器准备回收一个对象时，若是发现它还有虚引用，就会在垃圾回收后，销毁这个对象，奖这个虚引用加入引用队列。

使用场景

未遇到

虚引用PhantomReference源码

public class PhantomReference<T> extends Reference<T> {

    /**
     * Returns this reference object's referent.  Because the referent of a
     * phantom reference is always inaccessible, this method always returns
     * <code>null</code>.
     *
     * @return  <code>null</code>
     */
    public T get() {
        return null;
    }

    /**
     * Creates a new phantom reference that refers to the given object and
     * is registered with the given queue.
     *
     * <p> It is possible to create a phantom reference with a <tt>null</tt>
     * queue, but such a reference is completely useless: Its <tt>get</tt>
     * method will always return null and, since it does not have a queue, it
     * will never be enqueued.
     *
     * @param referent the object the new phantom reference will refer to
     * @param q the queue with which the reference is to be registered,
     *          or <tt>null</tt> if registration is not required
     */
    public PhantomReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
        super(referent, q);
    }

}

• 能够看到get函数返回null，正如前面说得虚引用没法获取对象引用
• 同时能够看到虚引用只有一个构造函数，因此必须传入ReferenceQueue对象。
• 前面提到虚引用的做用是判断对象是否被回收，这个功能正是经过ReferenceQueue实现的。

ReferenceQueue

实现了链表结构的队列

当系统要回收Reference持有的对象引用referent的时候，Reference的enqueue函数会被调用，而在这个函数中调用了ReferenceQueue的enqueue函数。

Reference与引用队列（ReferenceQueue）联合使用，若是弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

参考

• https://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/lang/ref/package-summary.html
• https://blog.csdn.net/m0_37700275/article/details/79820814

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