java中对象的引用类型及判断对象是否存活的算法

ゝ一纸荒年。 2022-09-25 10:17 183阅读 0赞

堆中几乎存放着Java世界中所有的对象实例，垃圾收集器在对堆回收之前，第一件事情就是要确定这些对象哪些还“存活”着，哪些对象已经“死去”(即不可能再被任何途径使用的对象)  
  
1.引用计数算法  
   很多教科书判断对象是否存活的算法是这样的：给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值加1；当引用失效时，计数器减1；任何时刻计数器都为0的对象就是不可能再被使用的。  
  （1）   引用计数算法

实现简单，判断效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的算法。但是Java语言中没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的一个原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

ObjA.obj = ObjB

ObjB.obj =ObjA

这样的代码会产生如下引用情形 objA指向objB，而objB又指向objA，这样当其他所有的引用都消失了之后，objA和objB还有一个相互的引用，也就是说两个对象的引用计数器各为1，而实际上这两个对象都已经没有额外的引用，已经是垃圾了。

2.可达性分析算法（根搜索算法）  
    在主流的商用程序语言中(Java和C\#)，都是可达性分析判断对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列名为"GC Roots"的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain)，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。

根搜索算法是从离散数学中的图论引入的，**程序把所有的引用关系看作一张图**，从一个节点GC ROOT开始，如果一个节点与GC ROOT之间没有引用链存在，则该节点视为垃圾回收的对象。

在Java语言里，可作为GC Roots对象的包括如下几种：  
（1）虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象；  
（2）方法区中的类静态属性引用的对象；  
（3）方法区中的常量引用的对象；  
（4）本地方法栈中JNI的引用的对象；

所有的垃圾回收机制都是和引用相关的，那我们来具体的来看一下引用的分类，到底有哪些类型的引用？每种引用都是做什么的呢？

**1、强引用**

只要引用存在，垃圾回收器永远不会回收

Object obj = new Object();

//可直接通过obj取得对应的对象 如obj.equels(new Object());

而这样 obj对象对后面new Object的一个强引用，只有当obj这个引用被释放之后，**对象才会被释放掉，这也是我们经常所用到的编码形式。**

**2、  软引用**

非必须引用，内存溢出之前进行回收，可以通过以下代码实现

Object obj = new Object();

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

obj = null;

sf.get();

这时候sf是对obj的一个软引用，通过sf.get()方法可以取到这个对象，当然，当这个对象被标记为需要回收的对象时，则返回null；  
**软引用主要用户实现类似缓存的功能，在内存足够的情况下直接通过软引用取值，无需从繁忙的真实来源查询数据，提升速度；当内存不足时，自动删除这部分缓存数据，从真正的来源查询这些数据。**

**3、  弱引用**

第二次垃圾回收时回收，可以通过如下代码实现

Object obj = new Object();

WeakReference<Object> wf = new WeakReference<Object>(obj);

obj = null;

wf.get();//有时候会返回null

wf.isEnQueued();//返回是否被垃圾回收器标记为即将回收的垃圾

弱引用是在第二次垃圾回收时回收，短时间内通过弱引用取对应的数据，可以取到，当执行过第二次垃圾回收时，将返回null。

**弱引用主要用于监控对象是否已经被垃圾回收器标记为即将回收的垃圾，可以通过弱引用的isEnQueued方法返回对象是否被垃圾回收器**

**4、  虚引用（幽灵/幻影引用）**

垃圾回收时回收，无法通过引用取到对象值，可以通过如下代码实现

Object obj = new Object();