Java中四種引用詳解

M m = new M();

/**
 * 軟引用：一般用在緩存，隻要空間不足，GC 跑起來就會回收它
 * 運行參數 -Xmx200m -XX:+PrintGC
 * Created by etfox on 2021/03/01 17:06
 **/
public class TestSoftReference {
    public static void main(String[] ags) throws InterruptedException {
        //100M的緩存數據
        byte[] cacheData = new byte[100 * 1024 * 1024];
        //將緩存數據用軟引用持有
        SoftReference<byte[]> cacheRef = new SoftReference<>(cacheData);
        //將緩存數據的強引用去除
        cacheData = null;
        System.out.println("第一次GC前" + cacheData);
        System.out.println("第一次GC前" + cacheRef.get());
        //進行一次GC後查看對象的回收情況
        System.gc();
        //等待GC
        Thread.sleep(500);
        System.out.println("第一次GC後" + cacheData);
        System.out.println("第一次GC後" + cacheRef.get());
        //在分配一個120M的對象，看看緩存對象的回收情況
        byte[] newData = new byte[120 * 1024 * 1024];
        System.out.println("分配後" + cacheData);
        System.out.println("分配後" + cacheRef.get());
    }
}
console==>
[GC (Allocation Failure)  4120K->1055K(15872K), 0.0016237 secs]
[Full GC (Allocation Failure)  1055K->1054K(15872K), 0.0015426 secs]
第一次GC前null
第一次GC前[B@1973e9b
[Full GC (System.gc())  103583K->103455K(118340K), 0.0015559 secs]
第一次GC後null
第一次GC後[B@1973e9b
[GC (Allocation Failure)  105575K->103455K(198016K), 0.0001733 secs]
[Full GC (Allocation Failure)  103455K->103455K(198016K), 0.0011860 secs]
[Full GC (Allocation Failure)  103455K->819K(198016K), 0.0012080 secs]
分配後null
分配後null

/**
 * 弱引用：如果對象時偶爾使用，並且希望使用的時候就能獲取到(get)，但是又不想影響此對象的垃圾收集
 * 可以引入隊列
 * Created by etfox on 2021/03/01 17:59
 **/
public class TestWeakReference {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //100M的緩存數據
        byte[] cacheData = new byte[100 * 1024 * 1024];
        //將緩存數據用軟引用持有
        WeakReference<byte[]> cacheRef = new WeakReference<>(cacheData);
        System.out.println("第一次GC前" + cacheData);
        System.out.println("第一次GC前" + cacheRef.get());
        //進行一次GC後查看對象的回收情況
        System.gc();
        //等待GC
        Thread.sleep(500);
        System.out.println("第一次GC後" + cacheData);
        System.out.println("第一次GC後" + cacheRef.get());
        //將緩存數據的強引用去除
        cacheData = null;
        System.gc();
        //等待GC
        Thread.sleep(500);
        System.out.println("第二次GC後" + cacheData);
        System.out.println("第二次GC後" + cacheRef.get());
    }
}
console==>
[GC (Allocation Failure)  3912K->1025K(15872K), 0.0016372 secs]
[Full GC (Allocation Failure)  1025K->1024K(15872K), 0.0014157 secs]
第一次GC前[B@1973e9b
第一次GC前[B@1973e9b
[Full GC (System.gc())  103723K->103456K(118340K), 0.0016463 secs]
第一次GC後[B@1973e9b
第一次GC後[B@1973e9b
[Full GC (System.gc())  105601K->1056K(198016K), 0.0012771 secs]
第二次GC後null
第二次GC後null

/**
 * 虛引用：可以通過隊列跟蹤一個對象的生命周期，一般在寫 JVM 相關的時候才會用到虛引用，主要用來管理直接內存(C++ delete 一下子完事)
 * -Xmx20m -XX:+PrintGC
 * Created by etfox on 2021/03/03 12:14
 **/
public class TestPhantomReference {
    private static final List<Object> LIST = new LinkedList<>();
    private static final ReferenceQueue<M> QUEUE = new ReferenceQueue<>();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final PhantomReference<M> phantomReference = new PhantomReference<>(new M(), QUEUE);
        // 永遠都會返回 null
        System.out.println(phantomReference.get());
        // ByteBuffer.allocateDirect(1024); 分配內存到操作系統的空間，直接內存的空間， JDK 1.5
        // 通常從網卡讀取的數據，通常由系統讀取到直接內存裡面，如果想用，需要拷貝到 JVM 堆空間裡
        // 如果不使用 allocateDirect(直接內存) 就需要一個拷貝的過程，是非常消耗時間的
        // |-- ---|     | --------|             |------------|
        // | 網卡  | ==> | 直接內存 | == copy ==> |  JVM 堆空間 |
        // |--- --|     | ------- |             |------------|
        // 使用直接內存省略瞭拷貝的過程，俗稱 nio zero copy
        // 但是直接內存中的對象在不再需要的時候無法由 JVM 去 GC 清理內存，所以用到瞭虛引用
        // 虛引用需要和一個隊列一起使用，JVM GC 時並不是說會把虛引用的引用清理，而是說會把虛引用的引用放到事件隊列中
        // 垃圾回收線程可以時不時的檢查這個事件隊列，看一下這個引用的回收過程需不需要做一些善後處理(例如清理直接內存的那個對象)
        // 這就是虛引用的作用和含義
        ByteBuffer b = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    LIST.add(new byte[1024 * 1024]);
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(phantomReference.get());
                }
            }
        }).start();
        // 模擬垃圾回收線程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    Reference<? extends M> poll = QUEUE.poll();
                    if (poll != null) {
                        System.out.println("虛引用對象被 JVM 回收瞭 " + poll);
                    }
                }
            }
        }).start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static class M {
        @Override
        protected void finalize() throws Throwable {
            System.out.println("當對象將被回收時, GC 會調用當前方法");
        }
    }
}
console==>
null
[GC (Allocation Failure)  3493K->1061K(15872K), 0.0017311 secs]
當對象將被回收時, GC 會調用當前方法
null
null
null
[GC (Allocation Failure)  4483K->4132K(15872K), 0.0020184 secs]
null
null
null
null
[GC (Allocation Failure)  8299K->8228K(15872K), 0.0017350 secs]
null
null
null
null
[GC (Allocation Failure)  12401K->12324K(17928K), 0.0016853 secs]
[Full GC (Allocation Failure)  12324K->12324K(17928K), 0.0011354 secs]
虛引用對象被 JVM 回收瞭 java.lang.ref.PhantomReference@d5fbc1
null
null
null
null
null
[Full GC (Allocation Failure)  17599K->17445K(19840K), 0.0019903 secs]
null
[Full GC (Allocation Failure)  18524K->18469K(19840K), 0.0011629 secs]
[Full GC (Allocation Failure)  18469K->18232K(19840K), 0.0022320 secs]
Exception in thread "Thread-0" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at com.pangu.TestPhantomReference$1.run(TestPhantomReference.java:41)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)