引用類型

在Java中，引用類型主要有四種，分別是：強(qiáng)引用（Strong Reference）、軟引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虛引用（Phantom Reference）。這些類型通常與垃圾回收機(jī)制有關(guān)，用來描述對(duì)象的生命周期和可達(dá)性。下面詳細(xì)介紹每一種引用類型：

1. 強(qiáng)引用（Strong Reference）
   強(qiáng)引用是最常見的引用類型，當(dāng)在代碼中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象并賦值給一個(gè)引用變量時(shí)，這個(gè)引用就是強(qiáng)引用。例如：

   String str = new String("Java");
   

   只要強(qiáng)引用還存在，垃圾回收器永遠(yuǎn)不會(huì)回收被引用的對(duì)象。強(qiáng)引用可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，因?yàn)榧词箤?duì)象已經(jīng)不再需要了，只要強(qiáng)引用還在，對(duì)象就不會(huì)被回收。

2. 軟引用（Soft Reference）
   軟引用是為了解決內(nèi)存敏感的緩存問題而設(shè)計(jì)的。通過java.lang.ref.SoftReference類可以創(chuàng)建軟引用。垃圾回收器在系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)會(huì)回收這些對(duì)象。軟引用通常用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存，例如，圖片緩存。軟引用可以讓緩存的對(duì)象在內(nèi)存充足時(shí)被保留，而在內(nèi)存不足時(shí)被回收。

   SoftReference<String> softReference = new SoftReference<>(new String("Java"));
   

3. 弱引用（Weak Reference）
   弱引用通過java.lang.ref.WeakReference類實(shí)現(xiàn)。弱引用不阻止它的對(duì)象被垃圾回收器回收。垃圾回收器一旦發(fā)現(xiàn)只有弱引用指向的對(duì)象，不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否，都會(huì)回收它。弱引用比軟引用更弱，它主要用于實(shí)現(xiàn)沒有阻止垃圾收集的引用鏈，例如，常見于元數(shù)據(jù)、查找大型結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵等。

   WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(new String("Java"));
   

4. 虛引用（Phantom Reference）
   虛引用是最弱的一種引用類型，通過java.lang.ref.PhantomReference類實(shí)現(xiàn)。一個(gè)具有虛引用的對(duì)象，跟沒有引用一樣，在任何時(shí)候都可能被垃圾回收器回收。設(shè)置虛引用的唯一目的是在這個(gè)對(duì)象被回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。虛引用必須和引用隊(duì)列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用。虛引用主要用于跟蹤對(duì)象被垃圾回收的活動(dòng)，例如，確保對(duì)象完全銷毀后進(jìn)行某些特定資源的清理。

   PhantomReference<String> phantomReference = new PhantomReference<>(new String("Java"), new ReferenceQueue<>());
   

弱引用

合理的使用弱引用可以解決部分內(nèi)存泄漏的問題。

ThreadLocal

ThreadLocal是Java中多線程編程中一個(gè)重要的類。它能夠?qū)⒅荡鎯?chǔ)在當(dāng)前線程中，不與其他線程共享，同時(shí)讓編碼者能夠跨越多個(gè)層級(jí)獲取到該值。比如在Web服務(wù)中我們可以使用ThreadLocal存儲(chǔ)請(qǐng)求的id，從而使得該次請(qǐng)求中所有的日志輸出都攜帶上請(qǐng)求id，方便后續(xù)的異常排查；又或是如同Spring Transaction的實(shí)現(xiàn)一樣，將Connection存儲(chǔ)在ThreadLocal，讓一個(gè)線程綁定一個(gè)Connection，實(shí)現(xiàn)事務(wù)機(jī)制。

ThreadLocal實(shí)現(xiàn)解析:
ThreadLocal的本身的實(shí)現(xiàn)就是弱引用使用的一個(gè)經(jīng)典案例。


上面是ThreadLocal的get方法，可以看到它先是獲取當(dāng)前的線程之后再獲取了線程中的ThreadLocalMap實(shí)例，接著從該Map中獲取到具體的值。也就是說ThreadLocal實(shí)際上是通過每一個(gè)線程中存儲(chǔ)一個(gè)單獨(dú)的ThreadLocalMap實(shí)例來實(shí)現(xiàn)的。

接下來查看ThreadLocalMap的源碼：

ThreadLocalMap是ThreadLocal的一個(gè)內(nèi)部類，它的Entry繼承自WeakReference，結(jié)合Entry的構(gòu)造方法可以發(fā)現(xiàn)Entry是持有了一個(gè)指向ThreadLocal實(shí)例的弱引用并且使用該弱引用作為Key。如此實(shí)現(xiàn)，當(dāng)外部沒有指向該ThreadLocal的軟引用、強(qiáng)引用之后，該ThreadLocal實(shí)例將會(huì)被直接回收。這樣做帶來的一個(gè)好處就是，在我們不需要該ThreadLocal對(duì)象之后，這個(gè)ThreadLocal能夠及時(shí)的被GC回收，保證不會(huì)因此導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

有一個(gè)經(jīng)典問題：ThreadLocal是如何導(dǎo)致內(nèi)存泄漏的？
首先ThreadLocal自身提供了remove方法，上面說了ThreadLocalMap的實(shí)現(xiàn)保證了程序不會(huì)因?yàn)門hreadLocal導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，那這個(gè)問題是不是與上面所說的沖突了？其實(shí)不然，從前面的代碼可以看到ThreadLocalMap的Entry.key雖然是弱引用，但是Entry.value并不是弱引用。當(dāng)ThreadLocal被GC回收之后，并且我們?cè)诨厥罩皼]有顯示調(diào)用remove方法，我們便無法訪問到對(duì)應(yīng)的Entry，從而將該Entry刪除，那么始終便存在一條這樣的引用鏈路Thread->ThreadLocalMap->Entry->value，在線程被結(jié)束之前該value以及該Entry無法被回收，若是該線程無法沒及時(shí)結(jié)束，那么就有可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

可能會(huì)有人問為何不將Entry以及Entry.value也實(shí)現(xiàn)為弱引用？答案也很簡單，若是實(shí)現(xiàn)為弱引用，那么很多情況下通過ThreadLocal獲取一開始存入的值都將為null，在非特殊情況下，
ThreadLocal的作用可以說是等于零。

綜上所述，在編碼的時(shí)候，只要合理的調(diào)用remove方法其實(shí)就能夠避免因ThreadLocal導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏。

WeakHashMap

Java中還有其他地方也使用到了弱引用，比如WeakHashMap。

• 相比ThreadLocal，WeakHashMap也是通過將對(duì)象的軟引用作為entry.key，但是與ThreadLocal最大的不同就是它同時(shí)使用了ReferenceQueue，ReferenceQueue提供了在引用對(duì)象被GC回收時(shí)，通知給程序的功能，WeakHashMap借此實(shí)現(xiàn)了在get等方法調(diào)用時(shí)，自動(dòng)刪除被回收key所對(duì)應(yīng)條目的功能。

使用案例：

import java.util.WeakHashMap;

public class WeakCache {
    private final WeakHashMap<Key, BigObject> weakMap = new WeakHashMap<>();

    public void put(Key key, BigObject object) {
        weakMap.put(key, object);
    }

    public BigObject get(Key key) {
        return weakMap.get(key);
    }

    // Key類用于映射的鍵
    class Key {
        // ...
    }

    // BigObject類是一個(gè)大對(duì)象，占用大量內(nèi)存
    class BigObject {
        // ...
    }
}

在WeakCache 類中，通過WeakHashMap 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)弱引用鍵的緩存。當(dāng)Key沒有在其他地方被強(qiáng)引用時(shí)，這個(gè)Key-Value映射隨時(shí)都可能被自動(dòng)移除。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-850184.html

到了這里，關(guān)于Java中的各種引用類型以及部分引用的相關(guān)例子的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！