JVM Reference 源码剖析：探寻内存管理的奥秘

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2024-01-28 03:36:12

深入 JVM Reference 源码：掌握 Java 内存管理奥秘

在 Java 王国里，内存管理堪比重中之重，而 JVM Reference 则是这片疆域的基石。让我们踏上 JVM Reference 源码之旅，揭开 Java 内存管理的隐秘面纱，洞悉各种引用类型及其对 GC 回收机制的深远影响。

强引用：牢不可破的羁绊

强引用如同铁链，将对象紧紧锁住，直到它被显式地释放。GC 对强引用敬畏有加，绝不会在对象未明确置为 null 之前将其回收。但强引用也会成为隐患，导致内存泄漏和 OutOfMemoryError 异常，就像沉重的枷锁阻碍程序的轻盈。

软引用：可有可无的陪伴

软引用比强引用柔和得多，它们向 GC 委婉表示，内存吃紧时可以释放对象。但是，只要还有其他强引用或硬引用与对象相连，GC 就会对软引用手下留情。软引用通常用于缓存，当内存紧张时，它们会毫不犹豫地被回收，释放内存空间。

弱引用：随缘的漂泊

弱引用比软引用更为缥缈，它们告诉 GC，无论其他引用指向与否，都可以随时回收对象。弱引用常用于跟踪对象，避免它们在 GC 过程中被保留，就像游离在空中的蒲公英，随风而逝。

虚引用：形同虚设的牵挂

虚引用堪称最弱的存在，它们对 GC 的请求只有一个：回收对象时别告诉我。虚引用用于跟踪对象，当对象被回收时，可以触发一些清理操作，就像在消失前留下的微弱气息。

GC 回收机制：内存管理的守卫者

GC 回收机制是 JVM 中内存管理的忠实卫士，负责回收不再使用的对象。它采用分代收集算法，将对象划分为不同的代，各代遵循不同的回收策略。

年轻代： 新生的对象被安置于此，GC 会频繁巡视，回收可能不再使用的对象，就像清理凌乱的玩具箱。
年老代： 存活时间较长的对象在此驻扎，GC 巡视的频率较低，因为这些对象更有可能仍在使用，就像宝贵的藏品。
持久代： 类信息、方法代码等元数据在此栖息，GC 不会踏足此地，除非 JVM 重新启动，就像保护文物般。

案例分析：软引用优化缓存

为了更深入地理解引用在实践中的应用，让我们以 LRU 缓存为例。LRU 缓存旨在在内存紧张时释放最近最少使用的对象。我们可以使用软引用来实现这个缓存，因为当内存捉襟见肘时，软引用可以被 GC 回收，从而释放缓存中的对象，就像弹性十足的蹦床，回收闲置空间。

import java.lang.ref.SoftReference;

public class LRUCache {
    private Map<String, SoftReference<Object>> cache;

    public LRUCache() {
        cache = new HashMap<>();
    }

    public Object get(String key) {
        SoftReference<Object> ref = cache.get(key);
        return ref == null ? null : ref.get();
    }

    public void put(String key, Object value) {
        cache.put(key, new SoftReference<>(value));
    }
}