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来自尧图项目组的一线实战观察与深度解析

jvm中的强软弱虚4种引用类型与gc的关系

jvm中的强软弱虚4种引用类型与gc的关系

目录

强引用--不进行回收

软引用--内存不足的时候进行回收

弱引用--发现即回收

虚引用--跟踪垃圾回收


默认情况下,通过System.gc()或者Runtime.getRuntime().gc()的调用,会显示触发Full GC,同时对老年代和年轻代进行回收。


强引用--不进行回收

使用 new 关键字创建出来的。


软引用--内存不足的时候进行回收

软引用是用来描述一些还有用,但非必需的对象。只被软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出异常前,会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收,如果这次回收还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。

软引用通常用来实现内存敏感的缓存。比如:高速缓存就有用到软引用。如果还有空闲内存,就可以暂时保留缓存,当内存不足时清理掉,这样就保证了使用缓存的同时,不会耗尽内存。
垃圾回收器在某个时刻决定回收软可达的对象的时候,会清理软引用,并可选地把引用存放到一个引用队列(Reference Queue)。
类似弱引用,只不过Java虚拟机会尽量让软引用的存活时间长一些,迫不得已才清理。

通过SoftReference创建

SoftReference<User> softReference = new SoftReference<User>(new User(1,"zhang_san")); System.gc(); System.out.println("GC之后打印:\n softReference.get() = " + softReference.get()); try { //让系统认为内存资源紧张、不够 byte[] b = new byte[7168 * 1024]; } catch (Exception e) { throw new Exception(e); } finally { //再次从软引用中获取数据 System.out.println("创建了大对象之后,重新获取 softReference.get() = " + softReference.get()); }

设置vm options参数如下

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails

执行测试程序后出现oom

gc之前打印: softReference.get() = [id=1, name=zhang_san] GC之后打印: softReference.get() = [id=1, name=zhang_san] 创建了大对象之后,重新获取 softReference.get() = null


弱引用--发现即回收

弱引用也是用来描述那些非必需对象,只被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生为止。在系统GC时,只要发现弱引用,不管系统堆空间使用是否充足,都会回收掉只被弱引用关联的对象。

由于垃圾回收器的线程通常优先级很低,因此,并不一定能很快地发现持有弱引用的对象。在这种情况下,弱引用对象可以存在较长的时间。

弱引用和软引用一样,在构造弱引用时,也可以指定一个引用队列,当弱引用对象被回收时,就会加入指定的引用队列,通过这个队列可以跟踪对象的回收情况。

弱引用非常适合来保存那些可有可无的缓存数据。如果这么做,当系统内存不足时,这些缓存数据会被回收,不会导致内存溢出。而当内存资源充足时,这些缓存数据又可以存在相当长的时间,从而起到加速系统的作用。

WeakReference<User> weakReference = new WeakReference<>(new User(1, "li_si")); System.out.println( "gc之前打印 "+ weakReference.get()); System.gc(); System.out.println( "gc 之后:"+ weakReference.get());

打印结果:

gc之前打印 [id=1, name=li_si] gc 之后:null

补充:

python语言也有垃圾回收,同时支持引用计数和垃圾收集机制。

java没有使用引用计数算法,存在难题--循环引用问题;

python使用了引用计数,如何解决的?

  • 手动解除:在合适的时机,解除引用关系;
  • 使用弱引用weakref,weakref是Python提供的标准库,旨在解决循环引用。

虚引用--跟踪垃圾回收

也称为"幽灵引用"或者"幻影引用",是所有引用类型中最弱的一个。

一个对象是否有虚引用的存在,完全不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它和没有引用几乎是一样的,随时都可能被垃圾回收器回收。

它不能单独使用,也无法通过虚引用来获取被引用的对象。当试图通过虚引用的get()方法取得对象时,总是null

为一个对象设置虚引用关联的唯一目的在于跟踪垃圾回收过程比如:能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

虚引用必须和引用队列一起使用。虚引用在创建时必须提供一个引用队列作为参数。当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象后,将这个虚引用加入引用队列,以通知应用程序对象的回收情况。
由于虚引用可以跟踪对象的回收时间,因此,也可以将一些资源释放操作放置在虚引用中执行和记录。

终结器引用(Final reference)
它用以实现对象的finalize()方法,也可以称为终结器引用。
无需手动编码,其内部配合引用队列使用。
在GC时,终结器引用入队。由Finalizer线程通过终结器引用找到被引用对象并调用它的finalize()方法,第二次GC时才能回收被引用对象。

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补充 finalize()

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finalize的作用
(1)finalize()与C++中的析构函数不是对应的。C++中的析构函数调用的时机是确定的(对象离开作用域或delete掉),但Java中的finalize的调用具有不确定性
(2)不建议用finalize方法完成"非内存资源"的清理工作,但建议用于:1清理本地对象(通过JNI创建的对象):2作为确保某些非内存资源(如Socket、文件等)释放的一个补充:在finalize方法中显式调用其他资源释放方法。

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finalize的问题
(1)一些与finalize相关的方法,由于一些致命的缺陷,已经被废弃了,如System.runFinalizersOnExit()方法、Runtime.runFinalizersOnExit()方法
(2)System.gc()与System.runFinalization()方法增加了finalize方法执行的机会,但不可盲目依赖它们
(3)]ava语言规范并不保证finalize方法会被及时地执行、而且根本不会保证它们会被执行
(4)finalize方法可能会带来性能问题。因为JVM通常在单独的低优先级线程中完成finalize的执行
(5)对象再生问题:finalize方法中,可将待回收对象赋值给GC Roots可达的对象引用,从而达到对象再生的目的
(6)finalize方法至多由GC执行一次(用户当然可以手动调用对象的finalize方法,但并不影响GC对finalize的行为)

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