强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?

        在Java语言中,除了基本数据类型外,其他的都是指向各类对象的对象引用;Java中根据其生命周期的长短,将引用分为4类。以下总结参考:http://www.kdgregory.com/index.php?page=java.refobj

第一,首先看下面的流程图,对象生命周期和不同可达性状态,以及不同状态可能的改变关系。

        上图是java定义的不同可达性级别(reachability level),具体如下:

        1,强可达(Strong Reachable),就是当一个对象可以有一个或者多个线程可以不通过各种引用访问到的情况。

        2,软可达(Softly Reachable),就是当我们只能通过软引用才能访问到对象的状态。

        3,弱可达(Weakly Reachable),就是当我们只能通过弱引用才能访问到对象的状态。这是十分临近finalize状态的时机,当弱引用被清除的时候,就符合finalize的条件了。

        4,幻象可达(Plantom Reachable),就是没有强,软,弱引用关联,并且finalize过来后,只有幻象引用指向这个对象的时候。

        5,最后一个状态,就是不可达(unreachable),意味着对象可以被清除了。

        判断对象可达性,是JVM垃圾收集器决定如何处理对象的一部分考虑。所有引用类型都是java.lang.ref.Reference的子类,它提供了get()方法。除了幻象引用,如果对象还没有被销毁,都可以通过get方法获取原有对象。这意味着,利用软引用和弱引用,我们都可以访问到对象,重新指向强引用,也就是人为的改变了对象的可达性状态。所以,对于软引用和弱引用之类,垃圾收集器可能会存在二次确认的问题,以保证处于弱引用状态的对象没有变为强引用。

        注意:软引用和弱引用重新指向强引用时,如果赋值给了static变量,那么对象可能就没有机会变回类似弱引用的可达性状态了。

第二,引用队列(ReferenceQueue)使用

        谈到各种引用的编程,就必然要提到引用队列。我们再创建各种引用并关联到响应对象时,可以选择是否需要关联引用队列,JVM会在特定时机引用enqueue到队列里,我们可以从队列里获取引用(remove方法在这里实际是有获取的意思)进行先关后续逻辑。尤其是幻象引用,get方法只返回null,如果再不指定引用队列,基本就没意义了。

利用引用队列,我们可以在对象处于相应状态时,执行后期处理逻辑。

第三,四种引用的使用场景。

        1,强引用。特点:我们平常典型编码Object obj = new Object()中的obj就是强引用。通过关键字new创建的对象所关联的引用就是强引用。 当JVM内存空间不足,JVM宁愿抛出OutOfMemoryError运行时错误(OOM),使程序异常终止,也不会靠随意回收具有强引用的“存活”对象来解决内存不足的问题。对于一个普通的对象,如果没有其他的引用关系,只要超过了引用的作用域或者显式地将相应(强)引用赋值为 null,就是可以被垃圾收集的了,具体回收时机还是要看垃圾收集策略。

        2,软引用。特点:软引用通过SoftReference类实现。 软引用的生命周期比强引用短一些。只有当 JVM 认为内存不足时,才会去试图回收软引用指向的对象:即JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前,清理软引用指向的对象。软引用可以和一个引用队列(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虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。后续,我们可以调用ReferenceQueue的poll()方法来检查是否有它所关心的对象被回收。如果队列为空,将返回一个null,否则该方法返回队列中前面的一个Reference对象。

        应用场景:软引用通常用来实现内存敏感的缓存。如果还有空闲内存,就可以暂时保留缓存,当内存不足时清理掉,这样就保证了使用缓存的同时,不会耗尽内存。


常见场景:图片缓存。

        3,弱引用。弱引用通过WeakReference类实现。 弱引用的生命周期比软引用短。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。由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定会很快回收弱引用的对象。弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果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:弱应用同样可用于内存敏感的缓存。

常见场景:handler的使用防止内存泄露。(上图这只是弱引用的例子,handler最好是在activity销毁的时候直接remove掉所有消息)

        4,虚引用。特点:虚引用也叫幻象引用,通过PhantomReference类来实现。无法通过虚引用访问对象的任何属性或函数。幻象引用仅仅是提供了一种确保对象被 finalize 以后,做某些事情的机制。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。

        ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();

        PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue); 

        程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用,来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取一些程序行动。

        应用场景:可用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动,当一个虚引用关联的对象被垃圾收集器回收之前会收到一条系统通知。

我是温驭臣,一个Android开发者,以上是我的简单总结,如果有缺陷,希望在评论区看到您的补充。

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