软引用的回收策略
Java中有四种引用类型,强,软,弱,虚.本文主要讲解软引用的回收机制.需要读者对软引用有基本了解.
对于软引用关联的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，会把这些对象列入垃圾回收范围中进行回收。常用于实现对内存敏感的缓存
正文
问题
如果有大量仅被软引用关联的对象(下面简称软引用),在系统将要发生内存溢出异常之前，会将这些对象全都回收吗?
在上一问的基础上, 软引用象基于什么回收策略
TL;DR
- 不会,遵循按需回收原则
- LRU,最近最久未使用策略
问题1容易理解,在保证系统能够正常运行的前提下,没必要全都回收. 举个例子, 堆内存100MB,软引用占了80MB,只剩20MB可用内存,触发了垃圾回收, 那么回收时没必要把80MB软引用都回收了,回收一部分,比如20MB,系统就有40MB可用内存,足以正常运行.
softreference-gc.png
下面来详述问题2提到的软引用的回收策略
软引用回收策略解析
有两个关键属性
- clock 上次发生垃圾回收的时间戳,由垃圾回收器更新,全局共享
- timestamp 该软引用最后一次被获取的时间, 私有.
从这两个属性可得从上次gc起某个软引用未被访问的时间 idletime(可能为负值)
idletime = clock - timestamp
同时我们有软引用空闲保留时间(全局) idlelivetime
idlelivetime = 堆中剩余内存 (MB)* 每MB空闲内存保留时间
每MB空闲内存保留时间对应JVM参数 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB
当需要对软引用进行回收时,idletime大于 idlelivetime的软引用会被回收.
软引用回收演示
以上是软引用回收策略的大致描述,JVM还会有更精细的控制和优化,所以很难根据上面的公式进行精准演示,下面就以一种简化的方式演示软引用回收的LRU.
package com.github.alonwang.lang.ref;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 软引用回收和LRU策略测试
* JDK版本 Oracle JDK13
* JVM启动参数
* -Xmx10m
* -Xms10m
* -XX:-DisableExplicitGC
* -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=1000
* -verbose:gc
*
* 持续向内存中添加4KB大小的软引用对象,直到确保堆无法容纳所有对象.并间隙性强制触发GC.
* 在添加结束后, 打印其中三个对象的信息:
* A最早被创建,在运行过程中不断被访问
* B在添加一部分后创建,之后没有访问过
* C在偏后期创建,之后没有访问过
*
* 最终结果是
* A未被回收
* B被回收
* C是否被回收 取决于 SoftRefLRUPolicyMSPerMB的值
* * 为1时被回收
* * 为1000时未被回收
* (如果无法重现,请尝试修改C的下标)
*
* @author alonwang
* @date 2020/11/19 10:32
*/
public class SoftReferenceDemo {
/**
* 近似4KB的内存块
* 4024 byte
* @return
*/
private static int[] newBlock() {
return new int[1000];
}
private static List<SoftReference<int[]>> list = new ArrayList<>();
private static Object A(){
return list.get(0).get();
}
private static Object B(){
return list.get(999).get();
}
private static Object C(){
return list.get(2099).get();
}
private static String pretty(Object o){
return o==null?"被回收":"存活";
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 2500; i++) {
list.add(new SoftReference<>(newBlock()));
if (i%100==0){
System.gc();
A();
Thread.sleep(100);
}
}
System.out.println("A: "+ pretty(A()));
System.out.println("B: "+ pretty(B()));
System.out.println("C: "+ pretty(C()));
}
}
softreference-test.png
