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詳解JAVA 弱引用

瀏覽:2日期:2022-08-27 08:45:32

定義

弱引用是使用WeakReference創(chuàng)建的引用,弱引用也是用來描述非必需對象的,它是比軟引用更弱的引用類型。在發(fā)生GC時,只要發(fā)現(xiàn)弱引用,不管系統(tǒng)堆空間是否足夠,都會將對象進行回收。

說明

弱引用,從名字來看就很弱嘛,這種引用指向的對象,一旦在GC時被掃描到,就逃脫不了被回收的命運。

但是,弱引用指向的對象也并不一定就馬上會被回收,如果弱引用對象較大,直接進到了老年代,那么就可以茍且偷生到Full GC觸發(fā)前,所以弱引用對象也可能存在較長的一段時間。一旦一個弱引用對象被垃圾回收器回收,便會加入到一個引用隊列中(如果有的話)。

弱引用對應(yīng)的類為WeakReference,舉個栗子:

String s = new String('Frank'); WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<String>(s);s = null;

這里我們把s設(shè)置為null后,字符串對象便只有弱引用指向它。

弱可達

如果一個對象與GC Roots之間僅存在弱引用,則稱這個對象為弱可達(weakly reachable)對象。

注意

在垃圾回收器回收一個對象前,WeakReference類所提供的get方法會返回其引用對象的強引用,一旦垃圾回收器回收掉該對象之后,get方法將返回null。所以在獲取弱引用對象的代碼中,一定要判斷是否為null,以免出現(xiàn)NullPointerException異常導(dǎo)致應(yīng)用崩潰。

下面的代碼會讓s再次持有對象的強引用:

s = weakRef.get();

如果在weakRef包裹的對象被回收前,用強引用關(guān)聯(lián)該對象,那這個對象又會變成強可達狀態(tài)。

來看一個簡單的栗子了解一下WeakReference引用的對象是何時被回收的:

public class WeakReferenceTest { private static final List<Object> TEST_DATA = new LinkedList<>(); private static final ReferenceQueue<TestClass> QUEUE = new ReferenceQueue<>(); public static void main(String[] args) { TestClass obj = new TestClass('Test'); WeakReference<TestClass> weakRef = new WeakReference<>(obj, QUEUE); //可以重新獲得OOMClass對象,并用一個強引用指向它 //oomObj = weakRef.get(); // 該線程不斷讀取這個弱引用,并不斷往列表里插入數(shù)據(jù),以促使系統(tǒng)早點進行GC new Thread(() -> { while (true) { TEST_DATA.add(new byte[1024 * 100]); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); Thread.currentThread().interrupt(); } System.out.println(weakRef.get()); } }).start(); // 這個線程不斷讀取引用隊列,當(dāng)弱引用指向的對象唄回收時,該引用就會被加入到引用隊列中 new Thread(() -> { while (true) { Reference<? extends TestClass> poll = QUEUE.poll(); if (poll != null) { System.out.println('--- 弱引用對象被jvm回收了 ---- ' + poll); System.out.println('--- 回收對象 ---- ' + poll.get()); } } }).start(); //將強引用指向空指針 那么此時只有一個弱引用指向TestClass對象 obj = null; try { Thread.currentThread().join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); System.exit(1); } } static class TestClass { private String name; public TestClass(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return 'TestClass - ' + name; } }}

設(shè)置一下虛擬機參數(shù):

-verbose:gc -Xms4m -Xmx4m -Xmn2m

運行結(jié)果如下:

[GC (Allocation Failure) 1017K->464K(3584K), 0.0014345 secs][GC (Allocation Failure) 1483K->536K(3584K), 0.0017221 secs][GC (Allocation Failure) 1560K->648K(3584K), 0.0036572 secs]TestClass - TestTestClass - TestTestClass - Test[GC (Allocation Failure) 1621K->984K(3584K), 0.0011455 secs]--- 弱引用對象被jvm回收了 ---- java.lang.ref.WeakReference@51a947fe--- 回收對象 ---- nullnull...省略n個null和幾次GC信息[Full GC (Ergonomics) 2964K->2964K(3584K), 0.0025450 secs][Full GC (Allocation Failure) 2964K->2964K(3584K), 0.0021907 secs]java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceDumping heap to java_pid6860.hprof ...Heap dump file created [3912229 bytes in 0.011 secs]Exception in thread 'Thread-0' java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat weakhashmap.WeakReferenceTest.lambda$main$0(WeakReferenceTest.java:22)at weakhashmap.WeakReferenceTest$$Lambda$1/764977973.run(Unknown Source)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

可以看到,其實弱引用也并不是一發(fā)生GC就被回收掉了。

應(yīng)用場景

如果一個對象僅僅是偶爾使用,并且希望在使用時隨時就能獲取到,但又不想影響此對象的垃圾收集,那么你應(yīng)該用 WeakReference 來引用該對象。

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虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊列中。

一般來說,很少直接使用WeakReference,而是使用WeakHashMap。在WeakHashMap中,內(nèi)部有一個引用隊列,插入的元素會被包裹成WeakReference,并加入隊列中,用來做緩存再合適不過。

在Tomcat的緩存中,其實就用到了WeakHashMap:

public final class ConcurrentCache<K,V> { private final int size; private final Map<K,V> eden; private final Map<K,V> longterm; public ConcurrentCache(int size) { this.size = size; this.eden = new ConcurrentHashMap<>(size); this.longterm = new WeakHashMap<>(size); } public V get(K k) { // 先從eden中取 V v = this.eden.get(k); if (v == null) { // 如果取不到再從longterm中取 synchronized (longterm) { v = this.longterm.get(k); } // 如果取到則重新放到eden中 if (v != null) { this.eden.put(k, v); } } return v; } public void put(K k, V v) { if (this.eden.size() >= size) { // 如果eden中的元素數(shù)量大于指定容量,將所有元素放到longterm中 synchronized (longterm) { this.longterm.putAll(this.eden); } this.eden.clear(); } this.eden.put(k, v); }}

這里有eden和longterm的兩個map,如果對jvm堆了解的話,可以看出tomcat在這里是使用ConcurrentHashMap和WeakHashMap做了類似分代緩存的操作。

在put方法里,在插入鍵值對時,先檢查eden緩存的容量是否超出設(shè)定的大小。如果沒有則直接放入eden緩存,如果超了則鎖定longterm將eden中所有的鍵值對都放入longterm。再將eden清空并插入該鍵值對。

在get方法中,也是優(yōu)先從eden中找對應(yīng)的key,如果沒有則進入longterm緩存中查找,找到后就加入eden緩存并返回。

經(jīng)過這樣的設(shè)計,相對常用的對象都能在eden緩存中找到,不常用(有可能被銷毀的對象)的則進入longterm緩存。而longterm的key的實際對象沒有其他引用指向它時,gc就會自動回收heap中該弱引用指向的實際對象,并將弱引用放入其引用隊列中。

弱引用與軟引用對比

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。 被垃圾回收器回收的時機不一樣,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。而被軟引用關(guān)聯(lián)的對象只有在內(nèi)存不足時才會被回收。 弱引用不會影響GC,而軟引用會一定程度上對GC造成影響。

相似之處:都是用來描述非必需對象的。

那么什么時候用SoftReference,什么時候用WeakReference呢?

如果緩存的對象是比較大的對象,使用頻率相對較高的對象,那么使用SoftReference會更好,因為這樣能讓緩存對象有更長的生命周期。

如果緩存對象都是比較小的對象,使用頻率一般或者相對較低,那么使用WeakReference會更合適。

當(dāng)然,如果實在不知道選哪個,一般而言,用作緩存時使用WeakHashMap都不會有太大問題。

小結(jié)

弱引用是比軟引用更弱的引用類型 弱引用不能延長對象的生命周期,一旦對象只剩下弱引用,它就隨時可能會被回收 可以通過弱引用獲取對象的強引用 弱引用適合用作緩存

以上就是詳解 JAVA 弱引用的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于java 弱引用的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章!

標(biāo)簽: Java
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