Java 中的强引用、软引用、弱引用和虚引用分别是什么？

Java 中的引用类型：强引用、软引用、弱引用和虚引用

Java 中的引用类型主要分为 强引用、软引用、弱引用 和 虚引用，它们对对象的生命周期和垃圾回收（GC）行为产生不同的影响。

1. 强引用（Strong Reference）

定义

强引用是 Java 中最常见的引用类型。通过赋值操作符 = 创建的普通引用即为强引用。

特点

只要强引用存在，垃圾回收器（GC）就不会回收引用指向的对象。
强引用对象通常存储在堆内存中。

示例

public class StrongReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object(); // 强引用
        System.out.println(obj); // 强引用存在，obj 不会被回收
    }
}

2. 软引用（Soft Reference）

定义

软引用是一种相对较弱的引用类型，可通过 java.lang.ref.SoftReference 类实现。

特点

软引用指向的对象在内存不足时才会被 GC 回收（适合实现缓存）。
软引用可以延长一些大对象的生命周期，直到 JVM 内存不足。

示例

import java.lang.ref.SoftReference;

public class SoftReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(obj);
        
        obj = null; // 去掉强引用
        System.out.println(softRef.get()); // 软引用仍然可用
        
        // 在内存不足时，softRef 可能会被回收
    }
}

注意

软引用常用于实现内存敏感的缓存机制。

3. 弱引用（Weak Reference）

定义

弱引用是一种比软引用更弱的引用类型，可通过 java.lang.ref.WeakReference 类实现。

特点

只要 GC 发现弱引用对象没有强引用或软引用关联时，立即回收。
通常用于实现规范化映射（如 WeakHashMap）。

示例

import java.lang.ref.WeakReference;

public class WeakReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(obj);
        
        obj = null; // 去掉强引用
        System.out.println(weakRef.get()); // 弱引用仍然可用
        
        System.gc(); // 显式调用 GC
        System.out.println(weakRef.get()); // 弱引用可能被回收，返回 null
    }
}

注意

弱引用非常适合使用在缓存或动态代理中。

4. 虚引用（Phantom Reference）

定义

虚引用是一种最弱的引用类型，可通过 java.lang.ref.PhantomReference 类实现。

特点

虚引用不会决定对象的生命周期。
主要用于跟踪对象被回收的时间点。
虚引用必须与引用队列（ReferenceQueue）一起使用。

示例

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;

public class PhantomReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
        PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(obj, queue);
        
        obj = null; // 去掉强引用
        System.gc(); // 显式调用 GC
        
        // 虚引用本身无法通过 get() 方法获取对象
        System.out.println(phantomRef.get()); // 始终返回 null
    }
}

注意

虚引用常用于清理工作或监控对象的回收状态。

5. 引用类型的对比

引用类型	描述	对 GC 的影响	适用场景
强引用	默认的引用类型，对象存活取决于引用	GC 永远不会回收	常规对象引用
软引用	内存不足时回收	内存不足时 GC 可能回收	缓存实现
弱引用	只要 GC 发现，立即回收	只要无强引用或软引用时，立即回收	WeakHashMap、动态代理等
虚引用	无法直接访问对象，仅用于回收跟踪	GC 回收后加入 ReferenceQueue	清理资源、监控对象回收状态