在《Effective Java 2nd Edition》中,第6條“消除過期的對象引用”提到,雖然Java有 垃圾回收機制,但是隻要是自己管理的記憶體,就應該警惕記憶體洩露的問題,例如的對象池、緩存中的過期對象都有可能引發記憶體洩露的問題。書中還提到可以用 WeakHashMap來作為緩存的容器可以有效解決這一問題。之前也确實遇到過類似問題,但是沒有接觸過“弱引用”相關的問題,于是查閱了一些資料。 《Java 理論與實踐: 用弱引用堵住記憶體洩漏》一文也指出了使用全局的Map作為緩存容器時發生的記憶體洩露問題,介紹了如何使用hprof工具來找出記憶體洩露,并分析了如何使用 弱引用來防止記憶體洩露,還分析了WeakHashMap的關鍵代碼,非常有參考價值。但是這篇文章遺漏了幾個很重要的需要注意的地方,也缺少一段實驗代 碼,本文将會做出适當補充。
1、四種引用
從JDK1.2版本開始,把對象的引用分為四種級别,進而使程式能更加靈活的控制對象的生命周期。這四種級别由高到低依次為:強引用、軟引用、弱引用和虛引用。
強引用:平時我們程式設計的時候例如:Object object=new Object();那object就是一個強引用了。如果一個對象具有強引用,那就類似于必不可少的生活用品,垃圾回收器絕不會回收它。當記憶體空 間不足,Java虛拟機甯願抛出OutOfMemoryError錯誤,使程式異常終止,也不會靠随意回收具有強引用的對象來解決記憶體不足問題。
軟引用(SoftReference):如果一個對象隻具有軟引用,那就類似于可有可物的生活用品。如果記憶體空間足夠,垃圾回收器就不會回收它,如果記憶體 空間不足了,就會回收這些對象的記憶體。隻要垃圾回收器沒有回收它,該對象就可以被程式使用。軟引用可用來實作記憶體敏感的高速緩存。 軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,如果軟引用所引用的對象被垃圾回收,Java虛拟機就會把這個軟引用加入到與之關聯 的引用隊列中。
弱引用(WeakReference):如果一個對象隻具有弱引用,那就類似于可有可物的生活用品。弱引用與軟引用的差別在于:隻具有弱引用的對象擁有更 短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它 所管轄的記憶體區域的過程中,一旦發現了隻具有弱引用的對象,不管目前記憶體空間足夠與否,都會回收它的記憶體。不過,由于垃圾回收器是一個優先級很低的線程, 是以不一定會很快發現那些隻具有弱引用的對象。 弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,如果弱引用所引用的對象被垃圾回收,Java虛拟機就會把這個弱引用加入到與之關聯 的引用隊列中。
虛引用(PhantomReference):“虛引用”顧名思義,就是形同虛設,與其他幾種引用都不同,虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象 僅持有虛引用,那麼它就和沒有任何引用一樣,在任何時候都可能被垃圾回收。 虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個差別在于:虛引用必須和引用隊列 (ReferenceQueue)聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時,如果發現它還有虛引用,就會在回收對象的記憶體之前,把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。程式可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用,來了解被引用的對象是否将要被垃圾回收。程式如果發現某個虛引用已經被加入到引用隊 列,那麼就可以在所引用的對象的記憶體被回收之前采取必要的行動。
下面以使用軟引用為例來詳細說明。弱引用的使用方式與軟引用是類似的。
假設我們的應用會用到大量的預設圖檔,比如應用中有預設的頭像,預設遊戲圖示等等,這些圖檔很多地方會用到。如果每次都去讀取圖檔,由于讀取檔案需要硬體操作,速度較慢,會導緻性能較低。是以我們考慮将圖檔緩存起來,需要的時候直接從記憶體中讀取。但是,由于圖檔占用記憶體空間比較大,緩存很多圖檔需要很多的記憶體,就可能比較容易發生OutOfMemory異常。這時,我們可以考慮使用軟引用技術來避免這個問題發生。
首先定義一個HashMap,儲存軟引用對象。
private Map<String, SoftReference<Bitmap>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();
再來定義一個方法,儲存Bitmap的軟引用到HashMap。
public void addBitmapToCache(String path) {
// 強引用的Bitmap對象
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);
// 軟引用的Bitmap對象
SoftReference<Bitmap> softBitmap = new SoftReference<Bitmap>(bitmap);
// 添加該對象到Map中使其緩存
imageCache.put(path, softBitmap);
}
擷取的時候,可以通過SoftReference的get()方法得到Bitmap對象。
public Bitmap getBitmapByPath(String path) {
// 從緩存中取軟引用的Bitmap對象
SoftReference<Bitmap> softBitmap = imageCache.get(path);
// 判斷是否存在軟引用
if (softBitmap == null) {
return null;
}
// 取出Bitmap對象,如果由于記憶體不足Bitmap被回收,将取得空
Bitmap bitmap = softBitmap.get();
return bitmap;
}
使用軟引用以後,在OutOfMemory異常發生之前,這些緩存的圖檔資源的記憶體空間可以被釋放掉的,進而避免記憶體達到上限,避免Crash發生。
需要注意的是,在垃圾回收器對這個Java對象回收前,SoftReference類所提供的get方法會傳回Java對象的強引用,一旦垃圾線程回收該Java對象之後,get方法将傳回null。是以在擷取軟引用對象的代碼中,一定要判斷是否為null,以免出現NullPointerException異常導緻應用崩潰。
經驗分享:
到底什麼時候使用軟引用,什麼時候使用弱引用呢?
個人認為,如果隻是想避免OutOfMemory異常的發生,則可以使用軟引用。如果對于應用的性能更在意,想盡快回收一些占用記憶體比較大的對象,則可以使用弱引用。
還有就是可以根據對象是否經常使用來判斷。如果該對象可能會經常使用的,就盡量用軟引用。如果該對象不被使用的可能性更大些,就可以用弱引用。
另外,和弱引用功能類似的是WeakHashMap。WeakHashMap對于一個給定的鍵,其映射的存在并不阻止垃圾回收器對該鍵的回收,回收以後,其條目從映射中有效地移除。WeakHashMap使用ReferenceQueue實作的這種機制。
Map<String, SoftReference<Bitmap>> iconCache=new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();
if (iconCache.containsKey(iconname)) {
SoftReference<Bitmap> softref = iconCache.get(iconname);
if (softref != null) {
Bitmap bitmap = softref.get();
if (bitmap != null) {
iv_book.setImageBitmap(bitmap);
} else {
loadimage(iv_book, book, iconname);
}
}
} else {
loadimage(iv_book, book, iconname);
}
iconCache.put(iconname,new SoftReference<Bitmap>(bitmap));