@(Java)[Reference]
Reference物件封裝了其它物件的引用,可以和普通的物件一樣操作,在在一定的限制條件下,支援和垃圾收集器的交互作用。即可以使用Reference對象來引用其它對象,但最後還是會被垃圾收集器回收。程序有時也需要在物件回收後被通知,以告知對象的可及性發生變更。
Java提供了四種不同類型的引用,引用等級從高到低分別為FinalReference,SoftReference,WeakReference,PhantomReference。其中FinalReference並未對外提供使用。每種類型對應著不同程度的可及性。
#強引用指的是,程式中有直接可達的引用,而不需要透過任何引用對象,如Object obj = new Object();中,obj為強引用。
軟引用,非強引用,但可以透過軟引用物件來存取。軟引用的對象,只有在記憶體不足的時候(拋出OOM異常前),垃圾收集器會決定回收該軟引用所指向的對象。軟引用通常用於實現記憶體敏感的快取。
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<Object>(new Object());
弱引用,非強引用和軟引用,但可以透過弱引用物件來存取。弱引用的對象,不管記憶體是否足夠,只要被垃圾收集器發現,該引用的對象就會被回收。實際的應用請見WeakHashMap等。
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<Object>(new Object());
虛引用,該引用必須和引用隊列(ReferenceQueue)一起使用,一般用於實現追蹤垃圾收集器的回收動作,例如在物件被回收的時候,會呼叫該物件的finalize方法,在使用虛引用可以實現該動作,也更加安全。
Object obj = new Object(); ReferenceQueue<Object> refQueue = new ReferenceQueue<>(); PhantomReference<Object> phantom = new PhantomReference<Object>(obj, refQueue);
該隊列作為引用中的一員,可以和上述三種引用類型組合使用,該隊列的作用是:建立Reference時,將Queue註冊到Reference中,當該Reference所引用的物件被垃圾收集器回收時,會將該Reference放到該佇列中,相當於一種通知機制。
範例Demo1:
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue(); WeakReference reference = new WeakReference(new Object(), queue); System.out.println(reference); System.gc(); Reference reference1 = queue.remove(); System.out.println(reference1);
Reference內部有幾個比較重要的屬性
// 用于保存对象的引用,GC会根据不同Reference来特别对待 private T referent; // 如果需要通知机制,则保存的对对应的队列 ReferenceQueue<? super T> queue; /* 这个用于实现一个单向循环链表,用以将保存需要由ReferenceHandler处理的引用 */ Reference next; static private class Lock { }; // 锁,用于同步pending队列的进队和出队 private static Lock lock = new Lock(); // 此属性保存一个PENDING的队列,配合上述next一起使用 private static Reference pending = null;
#ReferenceHandler作為Reference的靜態內部類,用於實作將pending佇列裡面的Reference實例依序加入不同的ReferenceQueue中(取決於Reference裡面的queue)。此pending的元素由GC負責加入。
註:這裡對pending佇列進行加鎖,個人認為是因為GC執行緒可能和ReferenceHandler所在的執行緒並發執行,如GC採用CMS並發收集的時候。
如下程式碼所示
// 此线程在静态块中启动,即一旦使用了Reference,则会启动该线程 private static class ReferenceHandler extends Thread { public void run() { for (;;) { Reference r; synchronized (lock) { if (pending != null) { r = pending; Reference rn = r.next; // 从pending中取下一个元素,如果后继为空,则next指向自身 pending = (rn == r) ? null : rn; r.next = r; } else { try { // 没有则等待,后续加入元素会调用lock.notify唤醒 lock.wait(); } catch (InterruptedException x) { } continue; } } // ... ReferenceQueue q = r.queue; // 如果该Reference注册了对应的Queue,则加入到该Queue中 if (q != ReferenceQueue.NULL) q.enqueue(r); } } }
// 用于标识没有注册Queue static ReferenceQueue NULL = new Null(); // 用于标识已经处于对应的Queue中 static ReferenceQueue ENQUEUED = new Null(); static private class Lock { }; /* 互斥锁,用于同步ReferenceHandler的enqueue和用户线程操作的remove和poll出队操作 */ private Lock lock = new Lock(); // 队列 private volatile Reference<? extends T> head = null; // 队列中的元素个数 private long queueLength = 0;
只會透過Reference裡要呼叫該方法,用於將Reference放入到目前佇列中
boolean enqueue(Reference<? extends T> r) { synchronized (r) { // 判断是否已经入队了 if (r.queue == ENQUEUED) return false; synchronized (lock) { r.queue = ENQUEUED; // 单向循环 r.next = (head == null) ? r : head; head = r; queueLength++; if (r instanceof FinalReference) { sun.misc.VM.addFinalRefCount(1); } // 通知当前挂起的线程(调用remove时有可能会挂起) lock.notifyAll(); return true; } } }
public Reference<? extends T> remove(long timeout) throws IllegalArgumentException, InterruptedException { if (timeout < 0) { throw new IllegalArgumentException("Negative timeout value"); } synchronized (lock) { // 从队列中取出一个元素 Reference<? extends T> r = reallyPoll(); // 如果不为空,则直接返回 if (r != null) return r; for (;;) { // 否则等待,由enqueue时notify唤醒 lock.wait(timeout); r = reallyPoll(); if (r != null) return r; if (timeout != 0) return null; } } }
以上述範例Demo1作為分析
// 创建一个引用队列 ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue(); // 创建虚引用,此时状态为Active,并且Reference.pending为空,当前Reference.queue = 上面创建的queue,并且next=null WeakReference reference = new WeakReference(new Object(), queue); System.out.println(reference); // 当GC执行后,由于是虚引用,所以回收该object对象,并且置于pending上,此时reference的状态为PENDING System.gc(); /* ReferenceHandler从pending中取下该元素,并且将该元素放入到queue中,此时Reference状态为ENQUEUED,Reference.queue = ReferenceENQUEUED */ /* 当从queue里面取出该元素,则变为INACTIVE,Reference.queue = Reference.NULL */ Reference reference1 = queue.remove(); System.out.println(reference1);
以上是詳解Java Reference源碼分析程式碼的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!