java 四種引用

Java4種引用的級(jí)別由高到低依次為：

StrongReference  >  SoftReference  >  WeakReference  >  PhantomReference

1. StrongReference

String tag = new String("T");

此處的 tag 引用就稱之為強(qiáng)引用。而強(qiáng)引用有以下特征：

1. 強(qiáng)引用可以直接訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象。
2. 強(qiáng)引用所指向的對(duì)象在任何時(shí)候都不會(huì)被系統(tǒng)回收。
3. 強(qiáng)引用可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

我們要討論的其它三種Reference較之于強(qiáng)引用而言都屬于“弱引用”，也就是他們所引用的對(duì)象只要沒(méi)有強(qiáng)引用，就會(huì)根據(jù)條件被JVM的垃圾回收器所回收，它們被回收的時(shí)機(jī)以及用法各不相同。下面分別來(lái)進(jìn)行討論。

2. SoftReference

軟引用有以下特征：

1. 軟引用使用 get() 方法取得對(duì)象的強(qiáng)引用從而訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象。

2. 軟引用所指向的對(duì)象按照 JVM 的使用情況（Heap 內(nèi)存是否臨近閾值）來(lái)決定是否回收。

3. 軟引用可以避免 Heap 內(nèi)存不足所導(dǎo)致的異常。

當(dāng)垃圾回收器決定對(duì)其回收時(shí)，會(huì)先清空它的 SoftReference，也就是說(shuō) SoftReference 的 get() 方法將會(huì)返回 null，然后再調(diào)用對(duì)象的 finalize() 方法，并在下一輪 GC 中對(duì)其真正進(jìn)行回收。

3. WeakReference

WeakReference 是弱于 SoftReference 的引用類型。弱引用的特性和基本與軟引用相似，區(qū)別就在于弱引用所指向的對(duì)象只要進(jìn)行系統(tǒng)垃圾回收，不管內(nèi)存使用情況如何，永遠(yuǎn)對(duì)其進(jìn)行回收（get() 方法返回 null）。

弱引用有以下特征：

1. 弱引用使用 get() 方法取得對(duì)象的強(qiáng)引用從而訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象。
2. 一旦系統(tǒng)內(nèi)存回收，無(wú)論內(nèi)存是否緊張，弱引用指向的對(duì)象都會(huì)被回收。
3. 弱引用也可以避免 Heap 內(nèi)存不足所導(dǎo)致的異常。
4. PhantomReference（虛引用）
PhantomReference 是所有“弱引用”中最弱的引用類型。不同于軟引用和弱引用，虛引用無(wú)法通過(guò)get()方法來(lái)取得目標(biāo)對(duì)象的強(qiáng)引用從而使用目標(biāo)對(duì)象，觀察源碼可以發(fā)現(xiàn) get() 被重寫為永遠(yuǎn)返回 null。

虛引用有以下特征：

虛引用永遠(yuǎn)無(wú)法使用 get() 方法取得對(duì)象的強(qiáng)引用從而訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象。
虛引用所指向的對(duì)象在被系統(tǒng)內(nèi)存回收前，虛引用自身會(huì)被放入 ReferenceQueue 對(duì)象中從而跟蹤對(duì)象垃圾回收。
虛引用不會(huì)根據(jù)內(nèi)存情況自動(dòng)回收目標(biāo)對(duì)象。
虛引用必須和引用隊(duì)列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用

Reference與ReferenceQueue 使用demo

定義一個(gè)對(duì)象Brain

public class Brain {

  public int mIndex;
  // 占用較多內(nèi)存，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行回收
  private byte []mem;

  public Brain(int index) {
    mIndex = index;
    mem = new byte[1024 * 1024];
  }
  
  @Override
  protected void finalize() throws Throwable {
    super.finalize();
    LogUtils.e("Brain", "finalize + index=" + mIndex);
  }
}

創(chuàng)建Reference并添加到RefrenceQueue中

結(jié)果打?。?/p>

2019-01-29 19:22:27.499 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=0 wf=java.lang.ref.WeakReference@e1f904c
2019-01-29 19:22:27.499 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=1 wf=java.lang.ref.WeakReference@82fc895
2019-01-29 19:22:27.500 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=2 wf=java.lang.ref.WeakReference@3b3fdaa
2019-01-29 19:22:27.500 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=3 wf=java.lang.ref.WeakReference@668fd9b
2019-01-29 19:22:27.501 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=0
2019-01-29 19:22:27.501 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=100000
2019-01-29 19:22:27.502 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=4 wf=java.lang.ref.WeakReference@8db6538
2019-01-29 19:22:27.502 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=5 wf=java.lang.ref.WeakReference@f915911
2019-01-29 19:22:27.503 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=1
2019-01-29 19:22:27.503 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=100001
2019-01-29 19:22:27.504 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=2
2019-01-29 19:22:27.505 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=100002
2019-01-29 19:22:27.507 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=3
2019-01-29 19:22:27.507 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=100003
2019-01-29 19:22:27.507 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=4
2019-01-29 19:22:27.508 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=100004
2019-01-29 19:22:27.508 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=5
2019-01-29 19:22:27.509 9283-9292/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_Brain: finalize + index=100005
2019-01-29 19:22:27.629 9283-9309/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了PhantomReference: cnt=0   pr=null
2019-01-29 19:22:27.629 9283-9309/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了PhantomReference: cnt=1   pr=null
2019-01-29 19:22:27.629 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=6 wf=java.lang.ref.WeakReference@e2c4a76
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9309/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了PhantomReference: cnt=2   pr=null
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=7 wf=java.lang.ref.WeakReference@4cfd877
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9309/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了PhantomReference: cnt=3   pr=null
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9309/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了PhantomReference: cnt=4   pr=null
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=8 wf=java.lang.ref.WeakReference@37d9ce4
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9309/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了PhantomReference: cnt=5   pr=null
2019-01-29 19:22:27.630 9283-9308/com.selftest.test.testapp3 E/IFLY_SDK_MainActivity: 回收了WeakReference: cnt=9 wf=java.lang.ref.WeakReference@ea1754d

結(jié)果分析：

• 當(dāng)對(duì)象被回收后，持有他的引用WeakReference/PhantomReference會(huì)被放入ReferenceQueue中
• WeakReference在原始對(duì)象回收之前被放入ReferenceQueue中，而PhantomReference是在回收之后放入ReferenceQueue中

WeakReference在Leakcanery中的應(yīng)用

LeakCanery是Android檢測(cè)內(nèi)存泄漏的工具，可以檢測(cè)到Activity/Fragment存在的內(nèi)存泄漏。

檢測(cè)原理：

在Application中注冊(cè)監(jiān)聽(tīng)所有Activity生命周期的listener，registerActivityLifecycleCallbacks。

//ActivityRefWatcher 中的代碼
public void watchActivities() {
  // Make sure you don't get installed twice.
  stopWatchingActivities();
  application.registerActivityLifecycleCallbacks(lifecycleCallbacks);
 }

 public void stopWatchingActivities() {
  application.unregisterActivityLifecycleCallbacks(lifecycleCallbacks);
 }

當(dāng)Activity的onDestroy被調(diào)用時(shí)，生成一個(gè)uuid，標(biāo)記這個(gè)Activity的WeakReference。
創(chuàng)建一個(gè)弱引用，并與一個(gè)跟蹤所有activit回收的ReferenceQueue相關(guān)聯(lián)。(放入一個(gè)map中，key : uuid, value：weakReference)

private final Application.ActivityLifecycleCallbacks lifecycleCallbacks =
   new ActivityLifecycleCallbacksAdapter() {
    @Override public void onActivityDestroyed(Activity activity) {
     refWatcher.watch(activity);
    }
   };

具體的watch執(zhí)行如下：

public void watch(Object watchedReference, String referenceName) {
  if (this == DISABLED) {
   return;
  }
  checkNotNull(watchedReference, "watchedReference");
  checkNotNull(referenceName, "referenceName");
  final long watchStartNanoTime = System.nanoTime();
  String key = UUID.randomUUID().toString();
  retainedKeys.add(key);
  final KeyedWeakReference reference =
    new KeyedWeakReference(watchedReference, key, referenceName, queue);

  ensureGoneAsync(watchStartNanoTime, reference);
 }

ensureGoneAsync執(zhí)行如下：

// watchExecutor 在一定時(shí)間后檢查被注冊(cè)的WeakReference有沒(méi)有被添加到ReferenceQueue中
private void ensureGoneAsync(final long watchStartNanoTime, final KeyedWeakReference reference) {
  watchExecutor.execute(new Retryable() {
   @Override public Retryable.Result run() {
    return ensureGone(reference, watchStartNanoTime);
   }
  });
 }

在onDestry被調(diào)用后若干秒執(zhí)行如下操作：到ReferenceQueue中去取這個(gè)Activity，如果能夠取到說(shuō)明這個(gè)Activity被正?；厥樟?。如果無(wú)法回收，觸發(fā)GC，再去RerenceQueue中取如果還是無(wú)法取到，說(shuō)明Activity沒(méi)有被系統(tǒng)回收，可能存在內(nèi)存泄漏。

真正核心的代碼如下：

long gcStartNanoTime = System.nanoTime();
  long watchDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(gcStartNanoTime - watchStartNanoTime);
  // 如果ReferenceQue中有activity的弱引用，則將retainedKeys中的uuid移除
  removeWeaklyReachableReferences();
  if (debuggerControl.isDebuggerAttached()) {
   // The debugger can create false leaks.
   return RETRY;
  }
  // 如果activity對(duì)應(yīng)的uuid已經(jīng)被移除，說(shuō)明activity已經(jīng)被回收，無(wú)內(nèi)存泄漏
  if (gone(reference)) {
   return DONE;
  }
  // 觸發(fā)gc，進(jìn)行垃圾回收
  gcTrigger.runGc();
  removeWeaklyReachableReferences();
  // 如果uuid還沒(méi)有被移除，說(shuō)明activiy存在內(nèi)存泄漏，需要dump內(nèi)存，進(jìn)行分析
  if (!gone(reference)) {
   long startDumpHeap = System.nanoTime();
   long gcDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(startDumpHeap - gcStartNanoTime);
   File heapDumpFile = heapDumper.dumpHeap();
   if (heapDumpFile == RETRY_LATER) {
    // Could not dump the heap.
    return RETRY;
   }
   long heapDumpDurationMs = NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - startDumpHeap);
   HeapDump heapDump = heapDumpBuilder.heapDumpFile(heapDumpFile).referenceKey(reference.key)
     .referenceName(reference.name)
     .watchDurationMs(watchDurationMs)
     .gcDurationMs(gcDurationMs)
     .heapDumpDurationMs(heapDumpDurationMs)
     .build();
   heapdumpListener.analyze(heapDump);
  }
  return DONE;
 }

HeapDump dump內(nèi)存和分析的過(guò)程這里就不細(xì)說(shuō)。

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的java四種引用及在LeakCanery中應(yīng)用詳解，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)歡迎給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的！

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