Java程序员的日常—— 垃圾回收中引用类型的作用

在Java里面，是不需要太过于关乎垃圾回收，但是这并不意味着开发者可以不了解垃圾回收的机制，况且在java中内存泄露也是家常便饭的事情。因此了解垃圾回收的相关知识就显得很重要了。

引用，在垃圾回收中是一个很关键的概念，它关系到如何辨别这个对象是否被回收，什么时机回收。

引用的类型

在Java中引用的类型可以分为四个类型，依次是：

• 强引用：在任何时间JVM都不会进行回收
• 软引用：在内存不够的时候，JVM会进行回收
• 弱引用：只要进行垃圾回收，就会触发回收
• 虚引用：不知道啥时候就被回收了，可以理解为没引用一个样

因此，按照JVM对他们回收的几率从小到大依次为：

强引用<软引用<弱引用<虚引用

也就是说JVM对强引用的回收能力最小，对虚引用的回收能力最大。

引用分类的作用

一般我们编写的代码都是强引用的，比如:

Person p = new Person();
Person p1 = p;

p和p1都指向了创建的Person对象，他们都是强引用的。如果想要回收这个对象，只有p1和p都指向null后，才可以。

那么，有一些场景下往往引用清除的不及时，就会造成内存泄露，一些对象无法回收；无法回收的对象如果积累很多，就会造成OUT OF MEMORY——OOM.

举个例子，在很多的代码里面都喜欢用Map作为内存缓存的容器，如果你写出了这样的代码：

Map<String,Object> map = new HashMap<String,String>();
while(true){
    Object value = new XXX();
    map.add(key,value);
    value = null;
}

虽然说，后面的value被设置成Null，但是map里面却仍然保留了对象的引用，因此这个对象实际上是无法被回收的。

做个测试：

public class WeakTest {
    static final int MB = 1024 * 512;

    static String createLongString(int length) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(length);
        for (int i = 0; i < length; i++)
            sb.append('a');
        sb.append(System.nanoTime());
        return sb.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer,String> substrings = new HashMap();//强引用的Map
        for(int i=0; i< 1000000; i++){
            String longStr = createLongString(MB);
            substrings.put(i,longStr);
//            longStr = null;
//            substrings.remove(i);
            System.out.println(i);
        }
    }
}

如果注释的两句话不被打开，那么很快就会内存溢出。除非你两边都去解除应用，可想而知，程序员做这种工作实在是太痛苦了。

不要担心，这个时候就可以应用到上面的不同类型的引用知识了

在Java里面，JDK为我们提供了一个弱引用的集合，WeakHashMap。它会在垃圾回收的时候尝试回收集合里面的对象。当然根据垃圾回收的时机，也可以选择软引用的集合。

public static void main(String[] args) {
        Map<Integer,String> substrings = new WeakHashMap();//弱引用的Map
        for(int i=0; i< 1000000; i++){
            String longStr = createLongString(MB);
            substrings.put(i,longStr);
            System.out.println(i);
        }
    }

这样就不担心内存溢出了。

场景设想

比如，你的系统需要引用大量的资源相关的缓存，但是还没有引入redis等缓存系统，那么就可以使用这种方式。

虚引用

虚引用的使用场景就比较鸡肋了，我也想不出什么时候会使用它。但是它跟其他的引用都有一种场景，就是在垃圾回收的时候，把引用放在回收队列里面，针对这个队列可以做一些操作。这种方式比finalize()要文档的多..

public class PhantomTest {
    public static boolean isRun = true;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String abc = new String("abc");
        System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());
        final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();
        new Thread() {
                public void run() {
                    while (isRun) {
                        Object o = referenceQueue.poll();
                        if (o != null) {
                            try {
                                Field rereferent = Reference.class.getDeclaredField("referent");
                                rereferent.setAccessible(true);
                                Object result = rereferent.get(o);
                                System.out.println("gc will collect:"+ result.getClass() + "@"+ result.hashCode());
                            } catch (Exception e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                    }
                }
            }.start();
            PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,referenceQueue);
            abc = null;
            Thread.currentThread().sleep(3000);
            System.gc();
            Thread.currentThread().sleep(3000);
            isRun = false;
        }

}

首先需要创建一个引用队列：

final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();

创建虚引用，并关联到引用队列

PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,referenceQueue);

等引用被回收的时候，就会在Object o = referenceQueue.poll();取到对象引用了。

虽然一般不会有这种底层的使用场景，但是了解一点总归是好的。