強引用 ( Strong Reference )
強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。當內(nèi)存空間不足，Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題。 ps：強引用其實也就是我們平時A a = new A()這個意思。
- 強引用特性
- 強引用可以直接訪問目標對象。
- 強引用所指向的對象在任何時候都不會被系統(tǒng)回收。
- 強引用可能導致內(nèi)存泄漏。
Final Reference
- 當前類是否是finalizer類，注意這里finalizer是由JVM來標志的( 后面簡稱f類 )，并不是指java.lang.ref.Finalizer類。但是f類是會被JVM注冊到java.lang.ref.Finalizer類中的。
① 當前類或父類中含有一個參數(shù)為空，返回值為void的名為finalize的方法。
② 并且該finalize方法必須非空
- GC 回收問題
- 對象因為Finalizer的引用而變成了一個臨時的強引用，即使沒有其他的強引用，還是無法立即被回收；
- 對象至少經(jīng)歷兩次GC才能被回收，因為只有在FinalizerThread執(zhí)行完了f對象的finalize方法的情況下才有可能被下次GC回收，而有可能期間已經(jīng)經(jīng)歷過多次GC了，但是一直還沒執(zhí)行對象的finalize方法；
- CPU資源比較稀缺的情況下FinalizerThread線程有可能因為優(yōu)先級比較低而延遲執(zhí)行對象的finalize方法；
- 因為對象的finalize方法遲遲沒有執(zhí)行，有可能會導致大部分f對象進入到old分代，此時容易引發(fā)old分代的GC，甚至Full GC，GC暫停時間明顯變長，甚至導致OOM；
- 對象的finalize方法被調(diào)用后，這個對象其實還并沒有被回收，雖然可能在不久的將來會被回收。
詳見：JVM源碼分析之FinalReference完全解讀 - 你假笨
軟引用 ( Soft Reference )
是用來描述一些還有用但并非必須的對象。對于軟引用關聯(lián)著的對象，在系統(tǒng)將要發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前，將會把這些對象列進回收范圍之中進行第二次回收。如果這次回收還沒有足夠的內(nèi)存，才會拋出內(nèi)存溢出異常。
對于軟引用關聯(lián)著的對象，如果內(nèi)存充足，則垃圾回收器不會回收該對象，如果內(nèi)存不夠了，就會回收這些對象的內(nèi)存。在 JDK 1.2 之后，提供了 SoftReference 類來實現(xiàn)軟引用。軟引用可用來實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。軟引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收，Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯(lián)的引用隊列中。
注意：Java 垃圾回收器準備對SoftReference所指向的對象進行回收時，調(diào)用對象的 finalize() 方法之前，SoftReference對象自身會被加入到這個 ReferenceQueue 對象中，此時可以通過 ReferenceQueue 的 poll() 方法取到它們。
/**
* 軟引用：對于軟引用關聯(lián)著的對象，在系統(tǒng)將要發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前，將會把這些對象列進回收范圍之中進行第二次回收( 因為是在第一次回收后才會發(fā)現(xiàn)內(nèi)存依舊不充足，才有了這第二次回收 )。如果這次回收還沒有足夠的內(nèi)存，才會拋出內(nèi)存溢出異常。
* 對于軟引用關聯(lián)著的對象，如果內(nèi)存充足，則垃圾回收器不會回收該對象，如果內(nèi)存不夠了，就會回收這些對象的內(nèi)存。
* 通過debug發(fā)現(xiàn)，軟引用在pending狀態(tài)時，referent就已經(jīng)是null了。
*
* 啟動參數(shù)：-Xmx5m
*
*/
public class SoftReferenceDemo {
private static ReferenceQueue<MyObject> queue = new ReferenceQueue<>();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread.sleep(3000);
MyObject object = new MyObject();
SoftReference<MyObject> softRef = new SoftReference(object, queue);
new Thread(new CheckRefQueue()).start();
object = null;
System.gc();
System.out.println("After GC : Soft Get = " + softRef.get());
System.out.println("分配大塊內(nèi)存");
/**
* ====================== 控制臺打印 ======================
* After GC : Soft Get = I am MyObject.
* 分配大塊內(nèi)存
* MyObject's finalize called
* Object for softReference is null
* After new byte[] : Soft Get = null
* ====================== 控制臺打印 ======================
*
* 總共觸發(fā)了 3 次 full gc。第一次有System.gc();觸發(fā)；第二次在在分配new byte[5*1024*740]時觸發(fā)，然后發(fā)現(xiàn)內(nèi)存不夠，于是將softRef列入回收返回，接著進行了第三次full gc。
*/
// byte[] b = new byte[5*1024*740];
/**
* ====================== 控制臺打印 ======================
* After GC : Soft Get = I am MyObject.
* 分配大塊內(nèi)存
* Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
* at com.bayern.multi_thread.part5.SoftReferenceDemo.main(SoftReferenceDemo.java:21)
* MyObject's finalize called
* Object for softReference is null
* ====================== 控制臺打印 ======================
*
* 也是觸發(fā)了 3 次 full gc。第一次有System.gc();觸發(fā)；第二次在在分配new byte[5*1024*740]時觸發(fā)，然后發(fā)現(xiàn)內(nèi)存不夠，于是將softRef列入回收返回，接著進行了第三次full gc。當?shù)谌?full gc 后發(fā)現(xiàn)內(nèi)存依舊不夠用于分配new byte[5*1024*740]，則就拋出了OutOfMemoryError異常。
*/
byte[] b = new byte[5*1024*790];
System.out.println("After new byte[] : Soft Get = " + softRef.get());
}
public static class CheckRefQueue implements Runnable {
Reference<MyObject> obj = null;
@Override
public void run() {
try {
obj = (Reference<MyObject>) queue.remove();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (obj != null) {
System.out.println("Object for softReference is " + obj.get());
}
}
}
public static class MyObject {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("MyObject's finalize called");
super.finalize();
}
@Override
public String toString() {
return "I am MyObject.";
}
}
}
弱引用 ( Weak Reference )
用來描述非必須的對象，但是它的強度比軟引用更弱一些，被弱引用關聯(lián)的對象只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生之前。當垃圾收集器工作時，無論當前內(nèi)存是否足夠，都會回收掉只被弱引用關聯(lián)的對象。一旦一個弱引用對象被垃圾回收器回收，便會加入到一個注冊引用隊列中。
注意：Java 垃圾回收器準備對WeakReference所指向的對象進行回收時，調(diào)用對象的 finalize() 方法之前，WeakReference對象自身會被加入到這個 ReferenceQueue 對象中，此時可以通過 ReferenceQueue 的 poll() 方法取到它們。
/**
* 用來描述非必須的對象，但是它的強度比軟引用更弱一些，被弱引用關聯(lián)的對象只能生存到下一次垃圾收集發(fā)送之前。當垃圾收集器工作時，無論當前內(nèi)存是否足夠，都會回收掉只被弱引用關聯(lián)的對象。一旦一個弱引用對象被垃圾回收器回收，便會加入到一個注冊引用隊列中。
*/
public class WeakReferenceDemo {
private static ReferenceQueue<MyObject> queue = new ReferenceQueue<>();
public static void main(String[] args) {
MyObject object = new MyObject();
Reference<MyObject> weakRef = new WeakReference<>(object, queue);
System.out.println("創(chuàng)建的弱引用為 : " + weakRef);
new Thread(new CheckRefQueue()).start();
object = null;
System.out.println("Before GC: Weak Get = " + weakRef.get());
System.gc();
System.out.println("After GC: Weak Get = " + weakRef.get());
/**
* ====================== 控制臺打印 ======================
* 創(chuàng)建的弱引用為 : java.lang.ref.WeakReference@1d44bcfa
* Before GC: Weak Get = I am MyObject
* After GC: Weak Get = null
* MyObject's finalize called
* 刪除的弱引用為 : java.lang.ref.WeakReference@1d44bcfa , 獲取到的弱引用的對象為 : null
* ====================== 控制臺打印 ======================
*/
}
public static class CheckRefQueue implements Runnable {
Reference<MyObject> obj = null;
@Override
public void run() {
try {
obj = (Reference<MyObject>)queue.remove();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(obj != null) {
System.out.println("刪除的弱引用為 : " + obj + " , 獲取到的弱引用的對象為 : " + obj.get());
}
}
}
public static class MyObject {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("MyObject's finalize called");
super.finalize();
}
@Override
public String toString() {
return "I am MyObject";
}
}
}
虛引用 ( Phantom Reference )
PhantomReference 是所有“弱引用”中最弱的引用類型。不同于軟引用和弱引用，虛引用無法通過 get() 方法來取得目標對象的強引用從而使用目標對象，觀察源碼可以發(fā)現(xiàn) get() 被重寫為永遠返回 null。
那虛引用到底有什么作用？其實虛引用主要被用來 跟蹤對象被垃圾回收的狀態(tài)，通過查看引用隊列中是否包含對象所對應的虛引用來判斷它是否 即將被垃圾回收，從而采取行動。它并不被期待用來取得目標對象的引用，而目標對象被回收前，它的引用會被放入一個 ReferenceQueue 對象中，從而達到跟蹤對象垃圾回收的作用。
當phantomReference被放入隊列時，說明referent的finalize()方法已經(jīng)調(diào)用，并且垃圾收集器準備回收它的內(nèi)存了。
注意：PhantomReference 只有當 Java 垃圾回收器對其所指向的對象真正進行回收時，會將其加入到這個 ReferenceQueue 對象中，這樣就可以追綜對象的銷毀情況。這里referent對象的finalize()方法已經(jīng)調(diào)用過了。
所以具體用法和之前兩個有所不同，它必須傳入一個 ReferenceQueue 對象。當虛引用所引用對象準備被垃圾回收時，虛引用會被添加到這個隊列中。
Demo1：
/**
* 虛引用也稱為幽靈引用或者幻影引用，它是最弱的一種引用關系。一個持有虛引用的對象，和沒有引用幾乎是一樣的，隨時都有可能被垃圾回收器回收。
* 虛引用必須和引用隊列一起使用，它的作用在于跟蹤垃圾回收過程。
* 當phantomReference被放入隊列時，說明referent的finalize()方法已經(jīng)調(diào)用，并且垃圾收集器準備回收它的內(nèi)存了。
*/
public class PhantomReferenceDemo {
private static ReferenceQueue<MyObject> queue = new ReferenceQueue<>();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyObject object = new MyObject();
Reference<MyObject> phanRef = new PhantomReference<>(object, queue);
System.out.println("創(chuàng)建的虛擬引用為 : " + phanRef);
new Thread(new CheckRefQueue()).start();
object = null;
int i = 1;
while (true) {
System.out.println("第" + i++ + "次GC");
System.gc();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
}
/**
* ====================== 控制臺打印 ======================
* 創(chuàng)建的虛擬引用為 : java.lang.ref.PhantomReference@1d44bcfa
* 第1次GC
* MyObject's finalize called
* 第2次GC
* 刪除的虛引用為: java.lang.ref.PhantomReference@1d44bcfa , 獲取虛引用的對象 : null
* ====================== 控制臺打印 ======================
*
* 再經(jīng)過一次GC之后，系統(tǒng)找到了垃圾對象，并調(diào)用finalize()方法回收內(nèi)存，但沒有立即加入PhantomReference Queue中。因為MyObject對象重寫了finalize()方法，并且該方法是一個非空實現(xiàn)，所以這里MyObject也是一個Final Reference。所以第一次GC完成的是Final Reference的事情。
* 第二次GC時，該對象(即，MyObject)對象會真正被垃圾回收器進行回收，此時，將PhantomReference加入虛引用隊列( PhantomReference Queue )。
* 而且每次gc之間需要停頓一些時間，已給JVM足夠的處理時間；如果這里沒有TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 可能需要gc到第5、6次才會成功。
*/
}
public static class MyObject {
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("MyObject's finalize called");
super.finalize();
}
@Override
public String toString() {
return "I am MyObject";
}
}
public static class CheckRefQueue implements Runnable {
Reference<MyObject> obj = null;
@Override
public void run() {
try {
obj = (Reference<MyObject>)queue.remove();
System.out.println("刪除的虛引用為: " + obj + " , 獲取虛引用的對象 : " + obj.get());
System.exit(0);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
Q：??了解下System.gc()操作，如果連續(xù)調(diào)用，若前一次沒完成，后一次可能會失效，所以連接調(diào)用System.gc()其實作用不大？
A：關于上面例子的問題我們要補充兩點
① 首先我們先來看下System.gc()的doc文檔：
/**
* Runs the garbage collector.
* <p>
* Calling the <code>gc</code> method suggests that the Java Virtual
* Machine expend effort toward recycling unused objects in order to
* make the memory they currently occupy available for quick reuse.
* When control returns from the method call, the Java Virtual
* Machine has made a best effort to reclaim space from all discarded
* objects.
* <p>
* The call <code>System.gc()</code> is effectively equivalent to the
* call:
* <blockquote><pre>
* Runtime.getRuntime().gc()
* </pre></blockquote>
*
* @see java.lang.Runtime#gc()
*/
public static void gc() {
Runtime.getRuntime().gc();
}
當這個方法返回的時候，Java虛擬機已經(jīng)盡最大努力去回收所有丟棄對象的空間了。
因此不存在這System.gc()操作連續(xù)調(diào)用時，若前一次沒完成，后一次可能會失效的情況。以及“所以連接調(diào)用System.gc()其實作用不大”這個說法不對，應該說連續(xù)調(diào)用System.gc()對性能可定是有影響的，但作用之一就是可以清除“漂浮垃圾”。
② 同時需要特別注意的是對于已經(jīng)沒有地方引用的這些f對象，并不會在最近的那一次gc里馬上回收掉，而是會延遲到下一個或者下幾個gc時才被回收，因為執(zhí)行finalize方法的動作無法在gc過程中執(zhí)行，萬一finalize方法執(zhí)行很長呢，所以只能在這個gc周期里將這個垃圾對象重新標活，直到執(zhí)行完finalize方法將Final Reference從queue里刪除，這樣下次gc的時候就真的是漂浮垃圾了會被回收。
Demo2:
public class PhantomReferenceDemo2 {
public static void main(String[] args) {
ReferenceQueue<MyObject> queue = new ReferenceQueue<>();
MyObject object = new MyObject();
Reference<MyObject> phanRef = new PhantomReference<>(object, queue);
System.out.println("創(chuàng)建的虛擬引用為 : " + phanRef);
object = null;
System.out.println(phanRef.get());
System.gc();
System.out.println("referent : " + phanRef);
System.out.println(queue.poll() == phanRef); //true
/**
* ====================== 控制臺打印 ======================
* 創(chuàng)建的虛擬引用為 : java.lang.ref.PhantomReference@1d44bcfa
* null
* referent : java.lang.ref.PhantomReference@1d44bcfa
* true
* ====================== 控制臺打印 ======================
*
* 這里因為MyObject沒有重寫finalize()方法，所以這里的在System.gc()后就會處理PhantomReference加入到PhantomReference Queue中。
*/
}
public static class MyObject {
@Override
public String toString() {
return "I am MyObject";
}
}
}
