Java核心技术面试精讲
杨晓峰
前Oracle首席工程师
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 以面试题为切入点,有效提升你的Java内功
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模块一 Java基础 (14讲)
第1讲 | 谈谈你对Java平台的理解?
第2讲 | Exception和Error有什么区别?
第3讲 | 谈谈final、finally、 finalize有什么不同?
第4讲 | 强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?
第5讲 | String、StringBuffer、StringBuilder有什么区别?
第6讲 | 动态代理是基于什么原理?
第7讲 | int和Integer有什么区别?
第8讲 | 对比Vector、ArrayList、LinkedList有何区别?
第9讲 | 对比Hashtable、HashMap、TreeMap有什么不同?
第10讲 | 如何保证集合是线程安全的? ConcurrentHashMap如何实现高效地线程安全?
第11讲 | Java提供了哪些IO方式? NIO如何实现多路复用?
第12讲 | Java有几种文件拷贝方式?哪一种最高效?
第13讲 | 谈谈接口和抽象类有什么区别?
第14讲 | 谈谈你知道的设计模式?
模块二 Java进阶 (16讲)
第15讲 | synchronized和ReentrantLock有什么区别呢?
第16讲 | synchronized底层如何实现?什么是锁的升级、降级?
第17讲 | 一个线程两次调用start()方法会出现什么情况?
第18讲 | 什么情况下Java程序会产生死锁?如何定位、修复?
第19讲 | Java并发包提供了哪些并发工具类?
第20讲 | 并发包中的ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue有什么区别?
第21讲 | Java并发类库提供的线程池有哪几种? 分别有什么特点?
第22讲 | AtomicInteger底层实现原理是什么?如何在自己的产品代码中应用CAS操作?
第23讲 | 请介绍类加载过程,什么是双亲委派模型?
第24讲 | 有哪些方法可以在运行时动态生成一个Java类?
第25讲 | 谈谈JVM内存区域的划分,哪些区域可能发生OutOfMemoryError?
第26讲 | 如何监控和诊断JVM堆内和堆外内存使用?
第27讲 | Java常见的垃圾收集器有哪些?
第28讲 | 谈谈你的GC调优思路?
第29讲 | Java内存模型中的happen-before是什么?
第30讲 | Java程序运行在Docker等容器环境有哪些新问题?
模块三 Java安全基础 (2讲)
第31讲 | 你了解Java应用开发中的注入攻击吗?
第32讲 | 如何写出安全的Java代码?
模块四 Java性能基础 (3讲)
第33讲 | 后台服务出现明显“变慢”,谈谈你的诊断思路?
第34讲 | 有人说“Lambda能让Java程序慢30倍”,你怎么看?
第35讲 | JVM优化Java代码时都做了什么?
模块5 Java应用开发扩展 (4讲)
第36讲 | 谈谈MySQL支持的事务隔离级别,以及悲观锁和乐观锁的原理和应用场景?
第37讲 | 谈谈Spring Bean的生命周期和作用域?
第38讲 | 对比Java标准NIO类库,你知道Netty是如何实现更高性能的吗?
第39讲 | 谈谈常用的分布式ID的设计方案?Snowflake是否受冬令时切换影响?
周末福利 (2讲)
周末福利 | 谈谈我对Java学习和面试的看法
周末福利 | 一份Java工程师必读书单
结束语 (1讲)
结束语 | 技术没有终点
Java核心技术面试精讲
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第4讲 | 强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?

杨晓峰 2018-05-12
在 Java 语言中,除了原始数据类型的变量,其他所有都是所谓的引用类型,指向各种不同的对象,理解引用对于掌握 Java 对象生命周期和 JVM 内部相关机制非常有帮助。
今天我要问你的问题是,强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?具体使用场景是什么?

典型回答

不同的引用类型,主要体现的是对象不同的可达性(reachable)状态和对垃圾收集的影响
所谓强引用(“Strong” Reference),就是我们最常见的普通对象引用,只要还有强引用指向一个对象,就能表明对象还“活着”,垃圾收集器不会碰这种对象。对于一个普通的对象,如果没有其他的引用关系,只要超过了引用的作用域或者显式地将相应(强)引用赋值为 null,就是可以被垃圾收集的了,当然具体回收时机还是要看垃圾收集策略。
软引用(SoftReference),是一种相对强引用弱化一些的引用,可以让对象豁免一些垃圾收集,只有当 JVM 认为内存不足时,才会去试图回收软引用指向的对象。JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前,清理软引用指向的对象。软引用通常用来实现内存敏感的缓存,如果还有空闲内存,就可以暂时保留缓存,当内存不足时清理掉,这样就保证了使用缓存的同时,不会耗尽内存。
弱引用(WeakReference)并不能使对象豁免垃圾收集,仅仅是提供一种访问在弱引用状态下对象的途径。这就可以用来构建一种没有特定约束的关系,比如,维护一种非强制性的映射关系,如果试图获取时对象还在,就使用它,否则重现实例化。它同样是很多缓存实现的选择。
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精选留言(127)

  • 杨晓峰 置顶
    这里提供一个真是有关reachability的例子,也是reachabilityFence的一个使用http://mail.openjdk.java.net/pipermail/jdk-dev/2018-October/002067.html

    清楚说明对方法的调用并不能保证对象存活
    2018-10-14
    16
  • Miaozhe 置顶
    接着上个问题:
    老师,问个问题:我自己定义一个类,重写finalize方法后,创建一个对象,被幻想引用,同时该幻想对象使用ReferenceQueue。
    当我这个对象指向null,被GC回收后,ReferenceQueue中没有改对象,不知道是什么原因?如果我把类中的finalize方法移除,ReferenceQueue就能获取被释放的对象。

    2018-05-17作者回复文章图里阐明了,幻象引用enque发生在finalize之后,你查查是不是卡在FinalReference queue里了,那是实现finalization的地方

    杨老师,我去查看了,Final reference和Reference发现是Reference Handle线程在监控,但是Debug进出去,还是没有搞清楚原理。

    不过,我又发现类中自定义得Finalize,如果是空的,正常。如果类中有任何代码,都不能进入Reference Queue,怀疑是对象没有被GC回收。

    作者回复: 空的Finalize实现,不会起作用的;
    Finalizer是懒家伙,试试system.runfinalization;

    2018-05-18
    1
    16
  • 公号-代码荣耀
    在Java语言中,除了基本数据类型外,其他的都是指向各类对象的对象引用;Java中根据其生命周期的长短,将引用分为4类。

    1 强引用

    特点:我们平常典型编码Object obj = new Object()中的obj就是强引用。通过关键字new创建的对象所关联的引用就是强引用。 当JVM内存空间不足,JVM宁愿抛出OutOfMemoryError运行时错误(OOM),使程序异常终止,也不会靠随意回收具有强引用的“存活”对象来解决内存不足的问题。对于一个普通的对象,如果没有其他的引用关系,只要超过了引用的作用域或者显式地将相应(强)引用赋值为 null,就是可以被垃圾收集的了,具体回收时机还是要看垃圾收集策略。

    2 软引用

    特点:软引用通过SoftReference类实现。 软引用的生命周期比强引用短一些。只有当 JVM 认为内存不足时,才会去试图回收软引用指向的对象:即JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前,清理软引用指向的对象。软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收,Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。后续,我们可以调用ReferenceQueue的poll()方法来检查是否有它所关心的对象被回收。如果队列为空,将返回一个null,否则该方法返回队列中前面的一个Reference对象。

    应用场景:软引用通常用来实现内存敏感的缓存。如果还有空闲内存,就可以暂时保留缓存,当内存不足时清理掉,这样就保证了使用缓存的同时,不会耗尽内存。

    3 弱引用

    弱引用通过WeakReference类实现。 弱引用的生命周期比软引用短。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存。由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定会很快回收弱引用的对象。弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果弱引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

    应用场景:弱应用同样可用于内存敏感的缓存。

    4 虚引用

    特点:虚引用也叫幻象引用,通过PhantomReference类来实现。无法通过虚引用访问对象的任何属性或函数。幻象引用仅仅是提供了一种确保对象被 finalize 以后,做某些事情的机制。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收器回收。虚引用必须和引用队列 (ReferenceQueue)联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。
    ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();
    PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue);
    程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用,来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取一些程序行动。

    应用场景:可用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动,当一个虚引用关联的对象被垃圾收集器回收之前会收到一条系统通知。

    作者回复: 高手

    2018-05-12
    5
    595
  • 海怪哥哥
    我的理解,java的这种抽象很有意思。
    强引用就像大老婆,关系很稳固。
    软引用就像二老婆,随时有失宠的可能,但也有扶正的可能。
    弱引用就像情人,关系不稳定,可能跟别人跑了。
    幻像引用就是梦中情人,只在梦里出现过。

    作者回复: 牛

    2018-05-13
    1
    289
  • 肖一林
    这篇文章只描述了强引用,软引用,弱引用,幻想引用的特征。没有讲他们的概念,更没有讲怎么用…gc roots也没提到。希望能补充完来龙去脉,让没有太多基础的人也能看懂
    2018-05-14
    4
    169
  • Jerry银银
    1. 强引用:项目中到处都是。

    2. 软引用:图片缓存框架中,“内存缓存”中的图片是以这种引用来保存,使得JVM在发生OOM之前,可以回收这部分缓存

    3. 虚引用:在静态内部类中,经常会使用虚引用。例如,一个类发送网络请求,承担callback的静态内部类,则常以虚引用的方式来保存外部类(宿主类)的引用,当外部类需要被JVM回收时,不会因为网络请求没有及时回来,导致外部类不能被回收,引起内存泄漏

    4. 幽灵引用:这种引用的get()方法返回总是null,所以,可以想象,在平常的项目开发肯定用的少。但是根据这种引用的特点,我想可以通过监控这类引用,来进行一些垃圾清理的动作。不过具体的场景,还是希望峰哥举几个稍微详细的实战性的例子?

    作者回复: 非常不错,高手;
    你可以参考jdk内部cleaner使用,一个方面就贴太多,有凑字数嫌疑了

    2018-05-12
    5
    165
  • 龙猫猫猫猫
    热评第一讲得比这文章还好
    2018-05-18
    65
  • Jane
    引用出现的根源是由于GC内存回收的基本原理—GC回收内存本质上是回首对象,而目前比较流行的回收算法是可达性分析算法,从GC Roots开始按照一定的逻辑判断一个对象是否可达,不可达的话就说明这个对象已死(除此之外另外一种常见的算法就是引用计数法,但是这种算法有个问题就是不能解决相互引用的问题)。基于此Java向用户提供了四种可用的引用:即我们本章讲解到的几种,同时还提供了一种不可被使用的引用—FinalReference,这个引用是和析构函数密切相关的)。强引用,开发者可以通过new的方式创建,其它的几种引用Java提供了相应的类:SoftReference、WeakReference、PhantomReference。如果你去查看源码你会发现,这个类实现的核心是Reference与ReferenceQueue(更通俗地说引用队列)两个类,而且这两个类也特别的简单。Reference类似一个链表结构,通过创建一个守护线程来执行对应引用的清除、Cleaner.clean(如果传入的对象是该类的话)、以及引用的入队操作(需要在创建引用的时候制定一个引用队列);ReferenceQueue这是制定了引用队列的一些具体操作,简单的来说它也是一个链表结构,并提供了一些基本的链表操作)。而除了强引用外其它的都是继承于此,通过这样的类约束了引用的相关内容,便于和GC进行交互。这几种引用的区别如下:
    1:强引用是只有当GC明确判断该引用无效的时候才会回收相应的引用对象,即使抛出OOME警告。
    2:软引用是当GC检测到继续创建对象会导致OOME的时候会进行一次垃圾回收,这次回收会讲软引用回收以防抛出异常,根据这样的特点该引用常用来被当作缓存使用。
    3:虚引用是哪些如果引用未被使用,就会在最近的一次GC的时候被回收。例如Java的TheardLocal与动态代理都是基于这样的一个引用实现的,一般针对那些比较敏感的数据。
    4:幻想引用是针对那些已经执行完析构函数之后,仍然需要在执行一些其它操作的对象:比如资源对象的关闭就可以用到这个引用。
    2018-05-16
    1
    55
  • feitian
    我觉得录音和文字可以不一样,不要兼顾这两者,录音内容应该远多于文字,就像PPT一样,讲述的人表述的会远多于文字体现出来的东西。所以不用为了录音方便考虑文字内容多少,文字尽量能不靠录音也是完整的,录音的内容会更丰富,但有些不好描述的部分,比如代码要配合文字一起看。

    作者回复: 好建议,回头和极客反馈下

    2018-05-15
    48
  • 探索无止境
    希望可以配合一些实际的例子来讲解各种引用会更好,不会仅停留在理论理解层面,实际例子更有助于理解!

    作者回复: 谢谢反馈,我会平衡一下,主要是贴太多代码很容易字数就满了,也不利于录音频

    2018-05-14
    1
    39
  • 石头狮子
    对各种引用的理解,可以理解为对象对 jvm 堆内存的占用时长。对于对象可达性垃圾回收算法,可达性可以认为回收内存的标志。
    1,强引用,只要对象引用可达,对象使用的内存就一直被占用。
    2,软引用,对象使用的内存一直占用,直到 jvm 认为有必要回收内存。
    3,弱引用,对象使用的内存一直占用,直到下一次 gc。
    求赞。😂 😂 😂
    2018-05-12
    33
  • kyq叶鑫
    看到第四讲了,每一讲都看到留言有朋友说看完之后还是懵懵的希望作者多提供实际例子,因为大家都是理工思维,不喜虚的,喜欢直接上干货,建议作者可以从读者背景方面改善文章内容,软硬兼并。
    2018-06-09
    22
  • kursk.ye
    于是我google到了这篇文章,http://www.kdgregory.com/index.php?page=java.refobj ,花了几天(真的是几天,不是几小时)才基本读完,基本理解这几个reference的概念和作用,从这个角度来讲非常感谢作者,如果不是本文的介绍,我还以为GC还是按照reference counter的原理处理,原来思路早变了。话说回来,《Java Reference Objects》真值得大家好好琢磨,相信可以回答很多人的问题,比如strong reference , soft reference , weak reference怎么互转,如果一个obj 已经 = null,就obj = reference.get()呗,再有,文章中用weak reference 实现 canonicalizing map改善内存存储效率,减小存储空间的例子,真是非常经典啊。也希望作者以后照顾一下低层次读者,写好技术铺垫和名词定义。顺便问一下大家是怎么留言的,在手机上打那么多字,还有排版是怎么处理的,我是先在电脑上打好字再COPY上来的,大家和我一样吗?

    作者回复: 非常感谢反馈;
    关于引用计数,也有优势,我记得某个国外一线互联网公司调优python,就是只用引用计数,关闭gc

    2018-05-24
    1
    22
  • 爱吃面的蝎子王
    希望作者照顾层次化的读者,讲名词概念要有具体解释,并能举例一二帮助理解,不然看完依旧似懂非懂一知半解。

    作者回复: 谢谢反馈,回头把必要概念加个链接或解释

    2018-05-16
    22
  • kugool
    感觉自己的基础还很差 除了强引用 其它几个都不是很明白
    2018-05-12
    17
  • 程序猿的小浣熊
    我觉得可以在github上托管事例代码,说到关键代码的时候,直接链接过去就好。这样就能丰富内容了。
    2018-05-15
    14
  • 男人,7分熟。
    留言区,个个都是人才
    2018-05-14
    12
  • coder王
    Android 中的Glide 图片加载框架的内存缓存就使用到了弱引用缓存机制😁

    作者回复: 图片相当比较大,所以图片缓存是典型场景

    2018-05-13
    10
  • ASCE1885
    Android开发面试中这道题大家基本都会,Java后端面试中遇到好些人说没听过的,说到底有部分人还是Java基础不过关,只会用框架。
    2018-05-14
    8
  • wangbo
    除了强引用,其它的都不懂
    2018-05-12
    8
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