Java の 四种引用

介绍

在JAVA中提供了四种引用类型：强引用、软引用、软引用和虚引用。

在四种引用类型中，只有强引用FinalReference类型变量是包内可见的，其他三种引用类型均为public，可以在程序中直接使用。

强引用

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那么垃圾回收器绝不会回收它。

例如:

StringBuilder sb = new StringBuilder("test");

变量str指向StringBuffer实例所在的堆空间，通过str可以操作该对象。
如下：

• 强引用可以直接访问目标对象
• 只要有引用变量存在，垃圾回收器永远不会回收。JVM即使抛出OOM异常，也不会回收强引用所指向的对象。
• 强引用可能导致内存泄漏问

软引用

软引用是除了强引用外，最强的引用类型。一个持有软引用的对象，只有在内存不足时，gc才会回收它。

可以通过java.lang.ref.SoftReference使用软引用。

SoftReference 的特点是：
一旦SoftReference保存了一个Java对象的软引用后

• 在垃圾线程对这个Java对象回收前，SoftReference类所提供的get()方法返回Java对象的强引用。
• 一旦垃圾线程回收该Java对象之后，get()方法将返回null。

如下：

Object obj = new Object();
ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
SoftReference<Object> sf = new SoftReference<Object>(obj, queue); // 只能这么创建
obj = null;
System.out.println("引用值：" + sf.get());
System.out.println("被标记：" + sf.isEnqueued());
System.out.println("被回收：" + queue.poll());
System.gc();
System.out.println("引用值：" + sf.get() + "（gc后）"); // 有gc，不一定为null。内存不足时，为null
System.out.println("被标记：" + sf.isEnqueued() + "（gc后）");
System.out.println("被回收：" + queue.poll() + "（gc后）");

• sf是对obj的一个软引用，通过sf.get()方法可以取到 这个对象
• 当 这个对象 被标记为需要回收的对象时，则返回null
  （上面例子不为null，说明对象未被gc标记为垃圾）

一个持有软引用的对象，不会被JVM很快回收，JVM会根据当前堆的使用情况来判断何时回收。当堆使用率临近阈值时，才会去回收软引用的对象。

1. 因此，软引用可以用于实现对内存敏感的高速缓存。

   • 在内存足够的情况下直接通过软引用取值，无需从繁忙的真实来源查询数据，提升速度；
   • 当内存不足时，自动删除这部分缓存数据，从真正的来源查询这些数据。

2. 使用软引用能防止内存泄露，增强程序的健壮性。

   内存泄漏：既存在一部分内存一直处于空闲状态。

3. 软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用
   ReferenceQueue中保存已经失去了它所软引用的对象的Reference对象。
   （参考“弱引用”）

   利用ReferenceQueue的poll()方法，可以检查哪个SoftReference所软引用的对象已经被回收，于是可以把这些失去所软引用的对象的SoftReference对象清除掉。

弱引用

弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。一个被弱引用的对象，不管系统堆空间是否足够，gc都会将对象进行回收。

在java中，可以用java.lang.ref.WeakReference实例来保存对一个Java对象的弱引用。

Object obj = new Object();
ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
WeakReference<Object> sf = new WeakReference<Object>(obj, queue); // 只能这么创建
obj = null;
System.out.println("引用值：" + sf.get());
System.out.println("被标记：" + sf.isEnqueued());
System.out.println("被回收：" + queue.poll());
System.gc();
System.out.println("引用值：" + sf.get() + "（gc后）"); // 只要有gc，就为null
System.out.println("被标记：" + sf.isEnqueued() + "（gc后）");
System.out.println("被回收：" + queue.poll() + "（gc后）");

弱引用的应用：WeakHashMap

Object key = new Object();
// WeakHashMap 的弱引用对象是key，而value是强引用存储在WeakHashMap内部
WeakHashMap<Object, Object> map = new WeakHashMap<>();
map.put(key, "haha");
System.out.println("obj：" + map.get(key));
System.out.println("size：" + map.size());
System.gc();
System.out.println("obj：" + map.get(key) + "（gc后）");
System.out.println("size：" + map.size());
// 清除强引用
key = null;
// 调用gc清除弱引用
System.gc();
System.out.println("obj：" + map.get(key) + "（gc后，obj=null后）");
System.out.println("size：" + map.size());

最后提醒一句：WeakHashMap 不是线程安全的，要在并发场景下使用，记得使用 Collections.synchronizedMap 包一层

虚引用

虚引用是所有类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象和没有引用几乎是一样的，随时可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时，总是会失败。

phantom 幽灵

Object obj = new Object();
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference sf = new PhantomReference(obj, queue); // 只能这么创建
obj = null;
System.out.println("引用值：" + sf.get());
System.out.println("被标记：" + sf.isEnqueued());
System.out.println("被回收：" + queue.poll());
System.gc();
System.out.println("引用值：" + sf.get() + "（gc后）");
System.out.println("被标记：" + sf.isEnqueued() + "（gc后）");
System.out.println("被回收：" + queue.poll() + "（gc后）");

虚引用必须和引用队列一起使用，它的作用在于检测对象是否已经从内存中删除，跟踪垃圾回收过程。

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，就会在垃圾回收后，销毁这个对象，将这个虚引用加入引用队列。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。

---

参考：

• JAVA中的引用