Java之对象引用实践

功能概述

• 从JDK1.2版本开始，程序可以通过4种类型的对象的引用来管控对象的生命周期。这4种引用分别为，强引用、软引用、弱引用和虚引用。本文中针对各种引用做了相关测试，并做对应分析。

功能实践

场景1：弱引用、虚引用、软引用基本使用

用例代码

@Test
public void test_reference_v1() {
    ReferenceQueue<Ref> queue = new ReferenceQueue<>();

    // 创建一个弱引用（指定引用的对象，以及引用对象要注册的队列）
    WeakReference<Ref> weak = new WeakReference<>(new Ref("Weak"), queue);
    // 创建一个虚引用
    PhantomReference<Ref> phantom = new PhantomReference<>(new Ref("Phantom"), queue);
    // 创建一个软引用
    SoftReference<Ref> soft = new SoftReference<>(new Ref("Soft"), queue);

    System.out.println("引用内容：");
    System.out.println(weak.get());
    System.out.println(phantom.get()); //看源码，phantom.get()始终返回null
    System.out.println(soft.get());

    System.out.println("被回收的引用：");
    for (Reference r = null; (r = queue.poll()) != null;) {
        System.out.println(r);
    }
}


class Ref {
    Object v;

    Ref(Object v) {
        this.v = v;
    }

    public String toString() {
        return this.v.toString();
    }
}

运行结果

引用内容：
Weak
null
Soft
被回收的引用：

结果分析

• 弱引用对象和软引用对象都是可达的，但是虚引用对象不可点，phantom.get()调用时总是为null
• 创建弱引用、软引用、虚引用时，需要执行引用的的对象、引用对象注册的队列，如：new WeakReference<>(new Ref(“Weak”), queue)

场景2：GC垃圾回收时，对象引用的行为

用例代码

@Test
public void test_reference_v2() {
ReferenceQueue<Ref> queue = new ReferenceQueue<>();

WeakReference<Ref> weak = new WeakReference<>(new Ref("WeakV2"), queue); //注册：此处的Ref对象在外部没有任何引用，所以在某个时间点，GC应当回收这个对象
PhantomReference<Ref> phantom = new PhantomReference<>(new Ref("PhantomV2"), queue);
SoftReference<Ref> soft = new SoftReference<>(new Ref("SoftV2"), queue);

System.out.println("引用内容V2：");
System.out.println(weak.get());
System.out.println(phantom.get()); //看源码，phantom.get()始终返回null
System.out.println(soft.get());

System.gc();
try {
        Thread.sleep(100); //给GC留点时间，保证GC执行完成
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
}

System.out.println("被回收的引用V2：");
for (Reference r = null; (r = queue.poll()) != null; ) {
    System.out.println(r);
}

运行结果

引用内容V2：
WeakV2
null
SoftV2
被回收的引用V2：
java.lang.ref.WeakReference@1b701da1
java.lang.ref.PhantomReference@726f3b58

结果分析

• 弱引用和虚引用都会回收了，软引用要在接近OOM异常时回收

场景3：GC垃圾回收时，关联强引用

用例代码

@Test
public void test_reference_v3() {
    ReferenceQueue<Ref> queue = new ReferenceQueue<>();

    Ref wr = new Ref("Hard"); //强引用
    WeakReference<Ref> weak = new WeakReference<>(wr, queue); //引用的对象wr是强引用
    PhantomReference<Ref> phantom = new PhantomReference<>(wr, queue);
    SoftReference<Ref> soft = new SoftReference<>(new Ref("Soft"), queue);

    System.out.println("引用内容V3：");
    System.out.println(weak.get());
    System.out.println(phantom.get());
    System.out.println(soft.get());

    System.gc();
    try {
        Thread.sleep(100); //给GC留点时间，保证GC执行完成
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
    System.out.println("被回收的引用V3：");
    for (Reference r = null; (r = queue.poll()) != null; ) {
        System.out.println(r);
    }
}

运行结果

引用内容V3：
Hard
null
Soft
被回收的引用V3：

结果分析

• 弱引用、虚引用在创建时，若关联了强引用，在强引用可达时不会被回收
• 在强引用置为null，如wr=null，表明强引用可被回收，此时关联的弱引用、虚引用都可被回收

功能总结

• 多个引用说明：
  • a）HardReference：强引用（注：没有这个类，只是形象说明），类似String str = new String()建立起来的引用，都是强引用。在str指向另一个对象或null之前都不会被GC回收（指向另一个对象，或str=null才会被GC回收）
  • b）WeakReference：弱引用，当GC要求回收对象时，不会阻止对象被回收，即使有弱引用存在
  • c）SoftReference：软引用，当GC要求回收对象时，也不会阻止对象被回收，但回收过程会有延迟，必须要等到JVM heap内存不够用，接近产生OutOfMemory错误时，才会被回收
  • d）PhantomReference：虚引用，这种类型的引用比较特别，在大多数时间里，无法通过它拿到其引用的对象（即phantom.get()总是为null），但是，在这个对象消失的时候，该引用还是会进入ReferenceQueue队列中的