引用计数(Reference Counting)可作为内存管理办法,也是老代jvm垃圾回收策略之一,原理简单但是仍有广泛的引用,如OkHttp,netty等。

回收原理

对象在创建实例的时候会在堆内存申请内存时给对象引用记为1,当有其他对象新增对此对象的引用持有时,就把改对象的引用计数+1,释放引用时-1,直至引用计数减至0,该对象的内存就会被释放。

特征

优点:

  • 回收及时:引用数为0,立即回收。如果引用的对象活跃,能够及时回收的指标就显的比较重要。
  • 卡顿优化:相比较跟踪式的回收策略,不会被频繁触发而引起卡顿
  • 域对象:空间作用域只是指定的对象,不会扫描全对象

缺点:

  • 运行时效率降低
  • 循环引用无法释放

引用运行时效率可以按照应用场景做点优化,如:只关心对象引用0和1的状态,可以不对1以上的新增引用做加法;延迟引用计数等。

结合以上优缺点,选择合适的应用场景来判断是否可以选择引用计数来实现内存管理。

那么

  1. 怎么去实现引用计数呢?
  2. 需要关注那些细节?

实现

netty作为高性能的IO框架,其内存管理部分也采用的引用计数实现。

ByteBuf 是netty信息传输的载体,会被大量创建,所以需要对其做有效的内存管理。当然他也是一个具备生命周期的域对象,使用引用计数最为合适不过了。

URL类图关系如下:



所有的实现类都会实现ReferenceCounted接口。AbstractReferenceCountedByteBuf

private static final AtomicIntegerFieldUpdater<AbstractReferenceCountedByteBuf> refCntUpdater =
            AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(AbstractReferenceCountedByteBuf.class, "refCnt");

    private volatile int refCnt;

    protected AbstractReferenceCountedByteBuf(int maxCapacity) {
        super(maxCapacity);
        refCntUpdater.set(this, 1);
    }
复制代码

对象持有了refCnt变量用于引用计数的变量,volatile保证多线程中可以拿到最新的修改值,但众所周知,volatile并不能保证变量的安全性,使用AtomicIntegerFieldUpdater(Atomic的子类)乐观锁(CAS)来保证线程安全,并且尽可能的降低性能损耗。

新增和释放引用方式

从代码中看出新增计数可在实例创建的构造实现。

释放引用方式:

ByteBuf buffer = ...;
boolean released = buffer.release(); 
复制代码

总结

引用计数的实现主要依托域对象的生命周期,同时需要考虑多线程更新引用的场景下的线程安全等问题

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