【基础篇】十三、强软弱虚引用、终结器引用

爱被打了一巴掌 2024-04-23 15:49 92阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  0、相关?
 *  1、强引用
 *  2、软引用
 *  3、弱引用
 *  4、虚引用
 *  5、终结引用

关于对象能否被回收：

*  计数器
 *  可达性分析

还可以根据引用的类型，不同的引用类型，对应对象的不同GC回收规则。

## 0、相关? ##

[?【强软弱虚】][Link 1]

![在这里插入图片描述][1dcdec40703a48bba808f886961f7e3b.png]

## 1、强引用 ##

*  默认强引用，即把一个对象赋值给一个变量（也叫引用）

Object o = new Object();

*  GC时，有强引用的对象不会被回收，即使OOM了

Demo：

public class Demo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
    
            Demo demo = new Demo();
            System.out.println("GC前: " + demo);
            System.gc();
            System.out.println("GC后: " + demo);
            //断掉强引用
            demo = null;
            System.gc();
            System.out.println("断掉强引用并GC: " + demo);
        }
    }

![在这里插入图片描述][3c68aac6d175447bb5e6043a12b0e3cb.png]

## 2、软引用 ##

*  内存足够时，不会被GC回收
 *  内存不足时，才被GC回收
 *  包装为软引用：`new SoftReference<对象类型>(对象)`  
    ![在这里插入图片描述][5c4a4414188142fbb5801aa6f2ac4496.png]

public class SoftReferenceDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            byte[] byte1 = new byte[1024 * 1024 * 100];
            SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<>(byte1);
            byte1 = null;
            System.gc();
            System.out.println("内存充足时：" + softReference.get());
            try {
        
                byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 100];
            } catch (Error e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                System.out.println("内存不足时：" + softReference.get());
            }
    
        }
    
    }

public class SoftReferenceDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<>(new byte[1024 * 1024 * 100]);
            System.gc();
            System.out.println("内存充足时：" + softReference.get());
            try {
        
                byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 100];
            } catch (Error e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                System.out.println("内存不足时：" + softReference.get());
            }
    
        }
    
    }

注意上面两份代码的区别，前者必须加个byte1 = null，这是个强引用，不断掉，即使内存不够，byte1对象也不会被回收，soft Reference.get结果也就一直不为null。这个地方卡了半小时，想着怎么还不回收，看半天发现这儿有个强引用。设置-Xmx200m，运行：

![在这里插入图片描述][255ea1fabf12410297c647fe9db6ad45.png]

**以上代码，盒子里的东西已经没了（被包装的对象被回收，get得到结果为null了），盒子也就没必要再留了。** 但盒子里的东西何时被回收不确定，不能直接写一句先把盒子干掉：

softReference = null;

> 软引用中的对象如果在内存不足时回收，SoftReference对象本身也需要被回收：  
> ![在这里插入图片描述][3c04b31bcd3a4f8daad0746f942735b1.png]

*  创建软引用时，构造方法里再传入一个引用队列
 *  对象A被回收，外层的SoftReference对象会加入队列
 *  遍历干掉外层的SoftReference

Demo：

public class SoftReferenceDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ReferenceQueue<byte[]> queue = new ReferenceQueue<>();
            ArrayList<SoftReference<byte[]>> list = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                byte[] byte1 = new byte[1024 * 1024 * 100];
                //包装对象时再传个队列
                SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<>(byte1, queue);
                list.add(softReference);
            }
    
            int count = 0;
            //能从队里拿出来的，都是对象被回收的
            while (queue.poll() != null) {
        
                ++count;
            }
            System.out.println(count);
        }
    
    }

设置JVM堆内存total和max为200M（实际可用约190M左右），循环十次，自然有九个byte\[ \] 对象回收，queue长度应该是9：

![在这里插入图片描述][e0e5db66dc2e4227a91867386edc2d3d.png]

poll弹出的就是被回收掉内存对象的SoftReference对象。

## 3、弱引用 ##

*  不管JVM内存是否够用，GC运行，弱引用对象均被回收。
 *  和软引用一样，也可搭配一个引用队列
 *  用于ThreadLocal应对内存泄漏

![在这里插入图片描述][5e1a4734e32d4a93af232c338167c211.png]

public class Demo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
    
            WeakReference<Demo> reference = new WeakReference<>(new Demo());
            System.out.println("GC前: " + reference.get());
            System.gc();
            System.out.println("GC后: " + reference.get());
            
        }
    }

![在这里插入图片描述][22263c547b1243b2b020d3aa09f450ae.png]

## 4、虚引用 ##

*  幽灵引用/幻影引用
 *  虚，形同虚设的意思
 *  和其他几种引用不一样，它不影响对象的回收规则
 *  仅有虚引用指向的对象，随时可能会被回收
 *  唯一的用途是当对象被垃圾回收器回收时可以接收到对应的通知
 *  虚引用get方法返回结果总为null

虚引用的一个应用场景是直接内存的释放问题：

public class Demo {
        
    
        public static final int size = 1024 * 1024 * 10;
    
        public static void main(String[] args) {
        
            /**
             * allocateDirect方法创建DirectByteBuffer对象
             * DirectByteBuffer对象构造方法里向操作系统申请了直接内存
             */
            ByteBuffer directBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(size);
            //干掉强引用
            directBuffer = null;
            System.gc();
            System.out.println();
    
        }
    }

DirectByteBuffer对象被回收的时候，需要收到一个消息，去把直接内存的空间也释放了（不能只GC把堆里的DirectByteBuffer对象空间释放了，GC主要是处理堆，不是处理直接内存的）

![在这里插入图片描述][4c332b98fc8846d98eeab467279caeb1.png]

往下跟：

![在这里插入图片描述][37faf5e546424014b7e2dd75a7c803e6.png]

Cleaner类继承了虚引用类，这里传入要监控的ByteBuffer对象，告诉虚引用我要监控这个对象的回收，接下来会有一个线程去监控这个对象的回收，

![在这里插入图片描述][79cce57df2ca4a6db9bc49c3767cf05b.png]

当ByteBuffer对象被回收，就调用Deallocator类（实现了Runnable接口）的run方法，run方法里干的活儿就是释放了直接内存：

![在这里插入图片描述][eb1b3cf9700a4d85ba208ac2ed8218b3.png]

贴个清晰点的Demo：

public class ReferenceDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            MyObject myObject = new MyObject();
            ReferenceQueue<MyObject> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
            PhantomReference<MyObject> phantomReference = new PhantomReference<>(myObject, referenceQueue);
            List<byte[]> list = new ArrayList<>();
            new Thread(() -> {
        
                while (true){
        
                    list.add(new byte[1024 * 1024]); //1M
                    //歇500ms，写1M进List
                    try {
        
                        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //验证下每次get都是null
                    System.out.println(phantomReference.get() + " list add OK.");
                }
            },"t1").start();
    
            new Thread(() -> {
        
                while (true){
        
                    Reference<? extends MyObject> reference = referenceQueue.poll();
                    if(reference != null){
        
                        System.out.println("有虚引用对象被回收，加入了队列");
                        //break;
                    }
                }
            },"t2").start();
        }
    
    
    }

## 5、终结引用 ##

*  对象需要被回收时，终结器引用会关联这个对象，并放入Finalizer类的引用队列
 *  (**无需手动编码**，其内部配合引用队列使用)
 *  **稍后**会由FinalizerThread线程从队列中获取这个对象，并执行它的finalize方法
 *  在这个对象**该第二次被回收**时，才真正干掉这个对象

总结就是第一次包装一下扔到引用队列+执行finalize方法，第二次GC它时，抬走。**根据这个特点，如果在第三步里的finalize方法里给变为null的对象，重新赋一个强引用，岂不是可以让这个对象复活。** Demo：

public class FinalizeReferenceDemo {
        
    
        public static FinalizeReferenceDemo reference = null;
    
    
        /**
         * 存活性验证
         */
        public void alive() {
        
            System.out.println("当前对象还存活...");
        }
    
        @Override
        protected void finalize() throws Throwable {
        
            try {
        
                System.out.println("finalize方法执行===");
                //设置强引用自救
                reference = this;
            } finally {
        
                super.finalize();
            }
    
        }
    
        @SneakyThrows
        public static void test() {
        
            reference = null;
            System.gc();
            //执行finalize方法的优先级低，这里等一会儿再往下走
            Thread.sleep(500);
            if (reference != null) {
          //若上面finalize方法执行，则这里不会为null了
                reference.alive();
            } else System.out.println("对象已被回收！");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            reference = new FinalizeReferenceDemo();
            test();
            test();
        }
    }

运行结果：

![在这里插入图片描述][264a93def77a41a59704e3def75f605b.png]

test方法第一次调用，对象引用被置为null，并手动GC，该被回收了，此时进入引用队列并在稍后执行finalize方法。重写的finalize方法里给引用重新赋值，不为null了，test方法调alive方法发现对象又活了。

接着再第二次调test方法，按理说和第一次调test方法是一个流程，但finalize方法源码有说明：

![在这里插入图片描述][a7876a0082cf4aaf9c42a910dc71bb29.png]

即finalize方法最多被同一个JVM调用调用一次，对于一个被放弃的对象。所以第二次调test把引用又置为null并GC后，不会再调finalize方法，因此休眠500ms后，引用依然为null，对象被回收。

[Link 1]: https://llg-notes.blog.csdn.net/article/details/134930621
[1dcdec40703a48bba808f886961f7e3b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/099897f02947483498705d932b0bf3ac.png
[3c68aac6d175447bb5e6043a12b0e3cb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/4e930774a24b457ca2382f9ecd8b7a25.png
[5c4a4414188142fbb5801aa6f2ac4496.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/5919146480aa4852b2920390a77ceac8.png
[255ea1fabf12410297c647fe9db6ad45.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/2072f85fa5634f8ebf0e10982d998e82.png
[3c04b31bcd3a4f8daad0746f942735b1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/9c4b4e7579b540b490f2550623f2557d.png
[e0e5db66dc2e4227a91867386edc2d3d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/7a9855d8b9524a59babc5e5bce3bad35.png
[5e1a4734e32d4a93af232c338167c211.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/baf1ceb998fe4d2991820029277cb6cc.png
[22263c547b1243b2b020d3aa09f450ae.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/81e42077158644d4a9f76215b24b79c5.png
[4c332b98fc8846d98eeab467279caeb1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/2841fa286b514bbe91a81c86291748af.png
[37faf5e546424014b7e2dd75a7c803e6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/08cf936d532548ffa8ada373eca68ec6.png
[79cce57df2ca4a6db9bc49c3767cf05b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/a74b66bed4dd40cd8da6a699e7e309d4.png
[eb1b3cf9700a4d85ba208ac2ed8218b3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/842fad5b591c485498a9053446bca65e.png
[264a93def77a41a59704e3def75f605b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/e33b6ffc6b0745afa946a90c574815b8.png
[a7876a0082cf4aaf9c42a910dc71bb29.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/84da2c07247d4010a05249a82ddadbce.png