Java之引用类型分析(SoftReference/WeakReference/PhantomReference)

比眉伴天荒 2022-06-11 02:42 190阅读 0赞

引言： 即使对于Java的很多老鸟来说，如果忽然问他引用的类型，大概率是一脸茫然，不知所措的….Java中的引用还分类型，神马情况？？？ 本文将针对这些类型进行分析，帮助您一文知所有类型。

## Java的类型 ##

在Java中存在的类型有两大阵营： 基本数据类型和Java Class。

*  所谓的基本数据类型包括： byte, char, int, float, double, long, boolean。
 *  数组是一个特殊的数据结构，其中可以使用基础数据类型，也可以是各种类。
 *  除了基本数据类型之外，就是以Java类存在的各类数据结构，比如JDK中提供的HashMap以及用户自己定义的各种类。
    
    除了这些语法上的不同之外，从JMM内存结构的存储方式来讲， 基本数据类型存储的就是他们实际的值。 而对于数组、对象，开发者通常访问到的其实只是对象的引用，即对象或者数据实际位置的地址而已；要访问到它的实际内容，需要进行二次寻址，才可以。  
    下面以一个简单的测试代码来展示这个特性：

public class TestObjAddr {
        public static void main(String[] args) {
            int addr = 11;
    
            Object obj = new Object();
    
            System.out.println("Info:" + addr + "=>" + obj);
            System.out.println("end of the code");
        }
    }

运行中的截图：  
![这里写图片描述][SouthEast]

## Java的引用类型 ##

引用的类型分为：StrongReference, SoftReference, WeakReference, PhantomReference.

StrongReference是我们常见的对象引用，只要有其他对象对它有引用，则不会被gc回收。  
SoftReference:软引用， 当jvm发现某个对象是SoftReference并不会立刻回收，而是按照正常的流程向操作系统申请内存，当系统内存消耗完毕之后，则会针对SoftReference的对象回收内存，但是具体的回收时间点不确定，依据具体的情况而定。

> Object referent = new Object();  
> SoftReference softRerference = new SoftReference(referent);

WeakReference: 弱引用，当某对象被jvm发现是weak reference, 则将其放入待回收队列，等下一次GC启动之时，回收内存。

> Object reference = new Object();  
> WeakReference weakRerference = new WeakReference(reference);

伴随着WeakReference还有一个WeakHashMap，专门用来存放可能被回收的内存对象。

PhantomReferene,幽灵引用，其get方法返回的一直是null, 主要的用处是用来跟踪reference回收的过程。 请注意构造 PhantomReference 时的第二个参数 ReferenceQueue(事实上 WeakReference & SoftReference 也可以有这个参数)，  
PhantomReference 唯一的用处就是跟踪 reference何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中.

> Object referent = new Object();  
> PhantomReference phantomReference = new PhantomReference(referent, new ReferenceQueue());

## 应用场景 ##

在了解了基本的内容，我们接下来要尝试回答一个问题，在Java语言中提供了Soft/Weak Reference的此类引用，有什么用处？

应用场景： 主要是在使用完毕之后，就可以被回收的某些内存对象，尤其被装在容器类的对象引用。此类对象，只有容器的引用，除此之外是可以被回收的。

下面来举个例子：  
在某个系统中，某个同学不小心使用了HashMap来存放用户的查询结果，从开发的角度，简单很容易使用。 但是在系统的使用过程中，随着查询不停进行，HashMap中的数据越来越大，就是类似内存泄露的感觉。 放在HashMap中的数据永远都无法被回收，因为被HashMap存有引用，就这样，直到内存消耗完毕为止。

问题的分析：  
1. 使用了HashMap来解决这个缓存问题，本身策略不是问题，问题在于没有超时的设置，所以只能越来越大，直到内存溢出  
2. 可以考虑替换为Redis  
3. 如果保持使用HashMap， 则可以考虑使用Soft/Weak Reference来封装查询的临时结果，存放到HashMap中。 当需要内存回收之时，即可进行回收，保持程序的正常运转。

至于Weak/Soft之间的区别，上文已经说过，在与GC回收时机的不同，一般可以考虑使用WeakReference>SoftReference.

## 总结 ##

这里的引用类型只为解决GC回收的问题，减少内存溢出以及容器类型误用的问题。

——————————– 落寂的分割线，终于到底了——————————

[SouthEast]: /images/20220611/4214d934921442cabcec9bec88fee529.png