Java內存洩露的理解與解決(2)

Java中的幾種引用方式

Java中有幾種不同的引用方式，它們分別是：強引用、軟引用、弱引用和虛引用。下面，我們首先詳細地了解下這幾種引用方式的意義。

強引用

在此之前我們介紹的內容中所使用的引用 都是強引用，這是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那就類似於必不可少的生活用品，垃圾回收器絕不會回收它。當內存空 間不足，Java 虛擬機寧願拋出 OutOfMemoryError 錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足問題。

軟引用（SoftReference ）

SoftReference 類的一個典型用途就是用於內存敏感的高速緩存。 SoftReference 的原理是：在保持對對象的引用時保證在 JVM 報告內存不足情況之前將清除所有的軟引用。關鍵之處在於，垃圾收集器在運行時可能會（也可能不會）釋放軟可及對象。對象是否被釋放取決於垃圾收集器的算法 以及垃圾收集器運行時可用的內存數量。

弱引用（WeakReference ）

WeakReference 類的一個典型用途就是規范化映射（ canonicalized mapping ）。另外，對於那些生存期相對較長而且重新創建的開銷也不高的對象來說，弱引用也比較有用。關鍵之處在於，垃圾收集器運行時如果碰到了弱可及對象，將釋放 WeakReference 引用的對象。然而，請注意，垃圾收集器可能要運行多次才能找到並釋放弱可及對象。

虛引用（PhantomReference ）

PhantomReference 類只能用於跟蹤對被引用對象即將進行的收集。同樣，它還能用於執行 pre-mortem 清除操作。 PhantomReference 必須與 ReferenceQueue 類一起使用。需要 ReferenceQueue 是因為它能夠充當通知機制。當垃圾收集器確定了某個對象是虛可及對象時， PhantomReference 對象就被放在它的 ReferenceQueue 上。將 PhantomReference 對象放在 ReferenceQueue 上也就是一個通知，表明 PhantomReference 對象引用的對象已經結束，可供收集了。這使您能夠剛好在對象占用的內存被回收之前采取行動。 Reference與 ReferenceQueue 的配合使用。

GC、 Reference 與 ReferenceQueue 的交互

A、 GC無法刪除存在強引用的對象的內存。
B、 GC發現一個只有軟引用的對象內存，那麼： ① SoftReference對象的 referent 域被設置為 null ，從而使該對象不再引用 heap 對象。 ② SoftReference引用過的 heap 對象被聲明為 finalizable 。 ③ 當 heap 對象的 finalize() 方法被運行而且該對象占用的內存被釋放， SoftReference 對象就被添加到它的 ReferenceQueue （如果後者存在的話）。
C、 GC發現一個只有弱引用的對象內存，那麼： ① WeakReference對象的 referent 域被設置為 null , 從而使該對象不再引用heap 對象。 ② WeakReference引用過的 heap 對象被聲明為 finalizable 。 ③ 當heap 對象的 finalize() 方法被運行而且該對象占用的內存被釋放時， WeakReference 對象就被添加到它的 ReferenceQueue （如果後者存在的話）。
D、 GC發現一個只有虛引用的對象內存，那麼： ① PhantomReference引用過的 heap 對象被聲明為 finalizable 。 ② PhantomReference在堆對象被釋放之前就被添加到它的 ReferenceQueue 。 值得注意的地方有以下幾點： 1、 GC 在一般情況下不會發現軟引用的內存對象，只有在內存明顯不足的時候才會發現並釋放軟引用對象的內存。
2、 GC 對弱引用的發現和釋放也不是立即的，有時需要重復幾次 GC ，才會發現並釋放弱引用的內存對象。
3、軟引用和弱引用在添加到 ReferenceQueue 的時候，其指向真實內存的引用已經被置為空了，相關的內存也已經被釋放掉了。而虛引用在添加到 ReferenceQueue 的時候，內存還沒有釋放，仍然可以對其進行訪問。
代碼示例 通過以上的介紹，相信您對Java 的引用機制以及幾種引用方式的異同已經有了一定了解。光是概念，可能過於抽象，下面我們通過一個例子來演示如何在代碼中使用 Reference 機制。

String str  =   new  String( " hello " );  // ①   
ReferenceQueue < String >  rq  =   new  ReferenceQueue < String > ();  // ②   
WeakReference < String >  wf  =   new  WeakReference < String > (str, rq);  // ③   
str = null ;  // ④取消"hello"對象的強引用   
String str1 = wf.get();  // ⑤假如"hello"對象沒有被回收，str1引用"hello"對象  
// 假如"hello"對象沒有被回收，rq.poll()返回null   
Reference <?   extends  String >  ref = rq.poll();  // ⑥  

在以上代碼中，注意⑤⑥兩處地方。假如“hello ”對象沒有被回收 wf.get() 將返回“ hello ”字符串對象， rq.poll() 返回 null ；而加入“ hello ”對象已經被回收了，那麼 wf.get() 返回 null ， rq.poll() 返回 Reference 對象，但是此 Reference 對象中已經沒有 str 對象的引用了 ( PhantomReference 則與WeakReference 、 SoftReference 不同 )。

引用機制與復雜數據結構的聯合應用

了解了GC 機制、引用機制，並配合上 ReferenceQueue ，我們就可以實現一些防止內存溢出的復雜數據類型。

例如，SoftReference 具有構建 Cache 系統的特質，因此我們可以結合哈希表實現一個簡單的緩存系統。這樣既能保證能夠盡可能多的緩存信息，又可以保證 Java 虛擬機不會因為內存洩露而拋出 OutOfMemoryError 。這種緩存機制特別適合於內存對象生命周期長，且生成內存對象的耗時比較長的情況，例如緩存列表封面圖片等。對於一些生命周期較長，但是生成內存對象開銷不大的情況，使用WeakReference 能夠達到更好的內存管理的效果。