Java的四种引用方式

Java的四种引用方式

参考博客：https://www.cnblogs.com/huajiezh/p/5835618.html

一.为什么要设置不同种类的引用类型

jvm是通过GC机制自动管理内存空间的，不同于c/c++手动释放空间，所以我们得让jvm虚拟机知道哪些对象应该在什么时候释放，哪些对象还不能释放，设置不同的引用类型就是为了让jvm虚拟机更好地去判断这些情况。程序员也可以通过设置不同类型的引用来决定对象的生命周期，利于jvm回收，使内存应用效率更大化。

二.四种引用类型的概念

1.强引用

强引用：创建一个对象，并且把这个对象赋值给一个引用变量。

例如：

Object obj =new Object();
String str ="hello";

obj和str这两个引用变量为强引用，当强引用有引用变量指向时，jvm永远也不会对其进行回收，就算内存溢出了也不会，jvm宁愿抛出OOM错误也不会收回。

/*
  -xmx2m
*/
public static void main(String[] args) {
    Object object = new Object();
    Byte[] bytes = new Byte[10 * 1024 * 1024];
}　

 

　把jvm的最大堆大小设置成8m，创建一个10m大小的byte数组，内存肯定会溢出，jvm会抛出OOM错误但是不会回收object指向的对象，只有当整个程序运行完之后，object和bytes被销毁后，它们指向的对象才会被Jvm回收，这就是强引用。

所以如果想要手动中断强引用和某一个对象之间的关联，可以显示地将引用赋值为null，这样jvm就会在合适时机自动回收这些对象（Vector类的clear方法中就是通过将引用赋值为null来实现清理工作的）。

2.软引用

一个对象如果是软引用，当堆内存足够时，垃圾回收器就不会对其进行回收，只有在内存空间不足，要迫切释放空间的时候，jvm才会释放软引用的对象。在软引用对象被回收之前，这些对象就可以被使用。 

我们可以通过SoftReference关键字来软引用对象，它的一个实例保存对一个java对象的软引用，该软引用的存在不妨碍垃圾回收线程对java对象的回收。SoftReference类提供了一个方法get()，可以获取对象的强引用，也就是对象的地址。如果，垃圾回收线程回收该java对象之后，get()方法将会返回null。

设置虚拟机参数,使jvm堆大小最多为20m，然后for循环往list数组里添加5次大小为4m的byte数组，byte数组为软引用。代码如下：

/*
　　-Xmx20m -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc
    */
    public static void main(String[] args) {
        List<SoftReference<byte[]>> list = new ArrayList<>();
        for(int i=0; i<5; i++){
            SoftReference<byte[]> ref = new SoftReference<>(new byte[4*1024*1024]);
            System.out.println(ref.get());
            list.add(ref);
            System.out.println(list.size());
        }
        System.out.println("循环结束：" + list.size());
        for(SoftReference<byte[]> ref : list){
            System.out.println(ref.get());
        }
    }　

运行结果：

 

 可以看出每次添加byte数组之后，因为byte数组是软引用，所以jvm调用gc将其回收了。在添加完之后，再次遍历list数组，我们可以发现list数组前四个值全是null，只有最后一个有地址，很明显前面四个都被垃圾回收掉了。

强可及对象

//强可及对象,有两个引用路径，一个是来自SoftReference对象的软引用，
一个来自变量softReference的强引用
Object obj = new Object();
SoftReference softReference = new SoftReference(obj);
obj = null;//结束强引用　

结束了obj的强引用之后，obj就是一个软引用对象。

obj = softReference.get();//重新获取强引用　　

也可以在垃级回收之前，通过让obj重新获取强引引用来避免被垃圾回收

ReferenceQueue引用队列

SoftReference对象除了具有保存软引用的特殊性之外，也具有Java对象的一般性。所以如果当SoftReference对象get方法返回null，这个对象不再具有价值了，为了避免大SoftReference对象带来的内存泄漏，在java.lang.ref包里还提供了ReferenceQueue对象队列。果在创建SoftReference对象的时候，使用了一个ReferenceQueue对象作为参数提供给SoftReference的构造方法，那么当这个SoftReference所软引用的aMyOhject被垃圾收集器回收的同时，ref所强引用的SoftReference对象被列入ReferenceQueue

ReferenceQueue queue = new  ReferenceQueue();  
SoftReference  ref=new  SoftReference(aMyObject, queue); 

ReferenceQueue中保存的都是失去了软引用的SoftReference对象，我们可以调用队列的poll()方法，查看队列最前面的那个Reference对象。利用这个方法，我们可以检查哪个SoftReference所软引用的对象已经被回收。于是我们可以把这些失去所软引用的对象的SoftReference对象清除掉。

SoftReference ref = null;  
while ((ref = (EmployeeRef) q.poll()) != null) {  
    // 清除ref  
}  　

3弱引用

弱引用一般用来描述非必需对象，jvm进行垃圾回收的时候，不管内存状态是否充足，都会回收被弱引用关联的对象，使用WeakReference类来表示弱引用。

例子：

public class WeakUse {


    public static void main(String[] args) {
        WeakReference<People> reference =new WeakReference<People>
(new People("aaa", 11));
        System.out.println(reference.get());
        System.gc();//通知GVM回收资源
        System.out.println(reference.get());
    }
}

class People{

    public String name;
    public int age;

    public People(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "people{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}　　

 

输出结果：

 

 

 可以看到调用了gc之后，弱引用对象reference被垃圾回收了，所以第二个输出语句输出null

如果存在强引用和弱引用同时关联一个对象，那么这个对象是不会被jvm回收的，这点和软引用相同。

修改上述代码：

 //强引用和弱引用的关联引用
  People people = new People("aaa", 11);
  WeakReference<People> reference = new WeakReference<>(people);

  System.out.println(reference.get());
  System.gc();//通知GVM回收资源
  System.out.println(reference.get());

输出结果：

 

 可以看出这个对象并没有被垃圾回收。

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JVM回收，这个软引用就会被加入到与之关联的引用队列中。

4虚引用

虚引用不会影响对象的生命周期，如果一个对象与虚引用关联，就和没有引用与之关联是一样的，在合适的时间就被垃圾回收。

虚引用必须和引用关联队列使用，在垃圾回收器准备回收虚引用对象的时候，就和把这个对象加入到与之关联的引用队列中，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必要的行动。

ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<String>();
 PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<String>
(new String("hello"), queue);
 System.out.println(pr.get());　

输出结果:null

三.总结

我们平时用的最多的就是强引用，其次是软引用和弱引用，后两者一般用来描述非必需的对象，以此来控制对象的生命周期。软引用关联的对象只有在jvm堆内存不足时，才会被垃圾回收，而弱引用关联的对象在jvm进行垃圾回收的时候总会被回收。