java中的四种引用

本文详细介绍了Java中的强引用、软引用、弱引用和虚引用,以及它们在内存管理和缓存策略中的应用。强引用是最常见的引用类型,不会被GC回收。软引用常用于缓存,内存不足时会被回收。弱引用在GC时总会被回收,适用于不希望影响程序运行的情况。虚引用必须配合引用队列使用,主要用于释放关联的外部资源。引用队列在对象被回收后将引用放入队列,以便及时清理资源。

java中的四种引用

强引用>软引用>弱引用>虚引用

1、强引用

比如:

Object object = new Object();

就是强引用,垃圾回收的时候不会被回收掉,在内存不足的时候也不会被回收掉,会抛出OOM(Out of Memory)异常。

2、软引用

比如:

Object object = new Object()
SoftReference<Object> sf = new SoftReference<>(object);

在内存不足的时候发生垃圾回收就会被回收掉,然后软引用就会被放入引用队列里面,用来把占用的其他资源释放掉。

应用于缓存。(代码来源:https://blog.youkuaiyun.com/qq87034246/article/details/80710254 注释里面添加了自己的理解)

/**
 * 整体的逻辑是使用软引用来存储某些对象,下次访问的时候直接在缓存里面寻找,增加访问的效率;
 *
 * 之所以使用软引用来实现缓存的原因是:一方面缓存是为了提高程序的运行速度,但是缓存并不是必须的,比如:当前程序正确运行的内存已经不够了,
 * 缓存占的空间应该被回收掉,来保证程序正常运行。软引用的特性就是在内存不足的时候会被回收掉,这样就不会影响程序的正常运行,只不过下次程序运行
 * 需要的资源需要重新读取进来,但是无伤大雅。
 */
public class Cache   {

    private Map<Object,ObjectRef> SoftCache;//用于cache内容的存储
    private ReferenceQueue<Object> queue;//reference的队列

    /**
    	创建一个私有弱引用的数据类,
    	再利用队列获得这个弱引用,
    	利用该弱引用清除缓存里仍然存在的键值对
		
		就是弱引用对象没有了,就要把缓存里面对应的内容给删除,引用队列就是用来
		删除map里面缓存的数据。
    **/
    private class ObjectRef extends SoftReference<Object>{
        /**
        	ObjectRef继承了SoftReference,所以是一个软引用,软引用
        	要配合引用队列ReferenceQueue一起使用
        **/
        Object key;
        public ObjectRef(Object key,Object value,ReferenceQueue<Object> queue) {
            super(value,queue);
            key = key;
        }
    }

	/**
		初始化SoftCache和queue
	**/
    public Cache(){
        SoftCache = new HashMap<>();
        queue = new ReferenceQueue<>();
    }

    /**
     * 插入缓存数据
     * @param key
     * @param value
     */
    public void set(Object key , Object value) {
        //先清除已经被GC的软引用
        cleanCache();
        ObjectRef ref = new ObjectRef(key, value, queue);
        SoftCache.put(key, ref);
    }

    /**
     * 获取缓存数据
     * @param value
     */
    public Object get(Object value) {
        ObjectRef ref = SoftCache.get(value);
        if (ref == null) {
            return null;
        }
        return ref.get();
    }

    /**
     * 清除队列中无用引用,同时清除SoftCache中的无效关系(这里可以用WeakMap)
     */
    private void cleanCache() {
        ObjectRef ref = null;
        while((ref= (ObjectRef) queue.poll())!=null){
            SoftCache.remove(ref.key);
        }
    }

    /**
     * 清空缓存
     */
    public void clear() {
        cleanCache();
        SoftCache.clear();
    }
}

3、弱引用

无论内存是否足够,发生了垃圾回收就会被回收掉。

Object object = new Object()
WeakReference<Object> sf = new WeakReference<>(object);

4、虚引用

虚引用必须和队列一起使用,虚引用不能获得引用的对象,随时会被回收。

总结

  • 引用队列的作用
    队列就是为了在当前弱引用或者虚引用,引用的对象被销毁以后就会把弱引用或者虚引用放到引用队列里面,引用队列用来释放虚引用或者弱引用分别引用的对象关联的外部资源,垃圾回收释放的是对象时java内部资源,引用队列用来按顺序释放外部资源
<think>首先,用户的问题是:“我想了解Java四种引用 请问Java四种引用介绍”。这是基于之前的对话历史,其中提到了Java四种引用类型:强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)和虚引用(Phantom Reference)。用户提供的引用[^1]和[^2]也讨论了这些内容。 我的系统指令要求: - 使用$...$格式处理行内数学表达式(尽管这可能不适用于Java引用,但如果有数学内容,我需要遵守)。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 用户提供的引用: - 引用[1]:介绍Java四种引用:强引用、软引用、弱引用、虚引用。 - 引用[2]:详细说明强引用,如String s = "abc",强调强引用不会被GC回收,除非内存不足时可能抛出OOM错误。 用户真正的需求是了解Java四种引用,所以我需要基于这些参考信息,结合我的知识,提供全面、准确的介绍。系统指令说“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求”,但我应该参考用户上一次的问题和我的回答。回顾对话历史: - 用户上一次的问题是关于Java四种引用介绍。 - 我的回答还没有给出,因为这是第一个响应。 在之前的示例中,有关于快速排序的讨论,但用户当前问题是关于Java引用的。所以我需要专注于当前问题。 结构化我的回答: 1. **回答结构清晰**:帮助用户逐步解决问题。介绍Java四种引用类型,每个类型详细解释。 2. **内容可靠**:基于用户提供的引用和自己的知识。确保准确无误。 3. **使用中文**:整个回答用中文撰写。 4. **引用标识**:在回答中引用的段落末尾添加引用标识。既然用户提供了引用[^1]和[^2],我应该自然地融入它们。 5. **生成相关问题**:在回答结束后,添加相关问题部分,使用§§相关问题§§分隔。 Java四种引用: - **强引用(Strong Reference)**:最常见的引用类型。对象有强引用时,不会被垃圾回收器回收,即使内存不足,也不会被回收,可能会导致OutOfMemoryError。 基于引用[^2]:"最普遍的一种引用方式...java虚拟机宁可抛出OOM错误...也不会随时回收强引用对象"。 - **软引用(Soft Reference)**:用于实现内存敏感的缓存。当内存不足时,垃圾回收器可能会回收软引用对象。 - **弱引用(Weak Reference)**:比软引用更弱,垃圾回收器在下一次GC时回收没有被强引用引用的对象。 - **虚引用(Phantom Reference)**:最弱的引用类型,用于跟踪对象的回收事件。虚引用不能直接访问对象,对象回收时会触发通知。 我需要确保介绍每个引用类型时,解释其特点、用途和GC行为。 添加引用标识: - 当直接基于用户提供的引用时,在段落末尾添加[^1]或[^2]。 最后,生成相关问题: - 类似于示例,提出几个相关问题,如: 1. Java中如何使用软引用实现缓存? 2. 弱引用Java集合中的应用? 3. 虚引用与finalize方法的区别? 4. 如何选择合适的引用类型? 回答结构: 1. 开头介绍Java四种引用概念。 2. 逐一解释每个引用类型,包括示例和GC行为。 3. 总结它们的区别和用途。 4. 添加相关问题部分。 由于没有数学表达式,我不需要LaTeX,但如果有,我会处理。 最终输出: - 用中文写。 - 结束时添加相关问题。 </think>### Java四种引用介绍 Java中的引用类型管理对象的生命周期和垃圾回收(GC)行为,主要分为四种类型:强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference)和虚引用(Phantom Reference)。这些类型位于`java.lang.ref`包中,用于优化内存管理和资源回收。下面我将逐步介绍每种引用的特点、用途和实际示例。 #### 1. **强引用(Strong Reference)** 强引用Java中最常见的引用方式,通常通过直接赋值创建(例如 `Object obj = new Object();`)。对象具有强引用时,不会被垃圾回收器回收,即使内存不足。只有当强引用断开(设置为 `null` 或超出作用域)后,对象才可能被GC回收。如果内存不足,JVM宁可抛出 `OutOfMemoryError` 错误,也不会回收强引用对象,这可能导致程序终止[^2]。 **特点**: - 对象必不可少,不会被主动回收。 - 适用于核心业务对象,如数据库连接或配置信息。 **示例**: ```java String s = "abc"; // s 是 "abc" 的强引用 s = null; // 断开强引用后,"abc" 对象可能被GC回收 ``` #### 2. **软引用(Soft Reference)** 软引用用于实现内存敏感的缓存机制。对象通过 `SoftReference` 类包装(例如 `SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());`)。当内存不足时,垃圾回收器可能会回收软引用对象,但如果内存充足,对象不会被回收。这适用于缓存场景,避免频繁重建对象[^1]。 **特点**: - 在内存紧张时被回收(GC会根据内存压力决定)。 - 适用于缓存图片、数据等,提高应用弹性。 **示例**: ```java SoftReference<byte[]> softCache = new SoftReference<>(new byte[1024]); byte[] data = softCache.get(); // 获取对象,如果已被回收则返回 null ``` #### 3. **弱引用(Weak Reference)** 弱引用通过 `WeakReference` 类实现(例如 `WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());`)。对象只有弱引用时,垃圾回收器在下次GC时立即回收它,无论内存是否充足。弱引用常用于避免内存泄漏,特别是在集合类中(如 `WeakHashMap`)[^1]。 **特点**: - 对象生命周期短,GC时快速回收。 - 适用于临时对象或监听器,防止无用对象占用内存。 **示例**: ```java WeakReference<Listener> weakListener = new WeakReference<>(new Listener()); Listener listener = weakListener.get(); // 如果对象被回收,返回 null ``` #### 4. **虚引用(Phantom Reference)** 虚引用是最弱的引用类型,通过 `PhantomReference` 类实现(例如 `PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), referenceQueue);`)。虚引用不能直接访问对象(调用 `get()` 总是返回 `null`),而是用于跟踪对象回收事件。当对象被回收时,虚引用会放入关联的引用队列(`ReferenceQueue`),触发清理操作(如资源释放)[^1]。 **特点**: - 对象回收后通知机制,不与对象直接交互。 - 适用于资源管理(如文件句柄或网络连接),确保安全回收。 **示例**: ```java ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>(); PhantomReference<Resource> phantomRef = new PhantomReference<>(new Resource(), queue); // 对象回收后,phantomRef 会加入 queue,可执行清理操作 ``` ### 总结 Java四种引用类型提供了不同的GC行为控制: - **强引用**:永不主动回收,确保对象必备性,但可能导致OOM[^2]。 - **软引用**:内存不足时回收,用于弹性缓存。 - **弱引用**:GC时立即回收,防止内存泄漏。 - **虚引用**:用于回收事件监听,支持资源清理。 合理选择引用类型可以优化内存使用和性能。例如,在Android开发中,软引用常用于图片缓存,弱引用用于避免Context泄漏[^1]。
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