WeakReference与SoftReference

SoftReference(软引用)、WeakReference(弱引用)，这两个类是对heap中java对象的应用，通过这个两个类可以和gc做简单的交互。

WeakReference是弱引用，其中保存的对象实例可以被GC回收掉。这个类通常用于在某处保存对象引用，而又不干扰该对象被GC回收，通常用于Debug、内存监视工具等程序中。因为这类程序一般要求即要观察到对象，又不能影响该对象正常的GC过程。

最近在JDK的Proxy类的实现代码中也发现了Weakrefrence的应用，Proxy会把动态生成的Class实例暂存于一个由Weakrefrence构成的Map中作为Cache。

SoftReference是强引用，它保存的对象实例，除非JVM即将OutOfMemory，否则不会被GC回收。这个特性使得它特别适合设计对象Cache。对于Cache，我们希望被缓存的对象最好始终常驻内存，但是如果JVM内存吃紧，为了不发生OutOfMemoryError导致系统崩溃，必要的时候也允许JVM回收Cache的内存，待后续合适的时机再把数据重新Load到Cache中。这样可以系统设计得更具弹性。

强引用

Object o=new Object();    
Object o1=o;

上面代码中第一句是在heap堆中创建新的Object对象通过o引用这个对象，第二句是通过o建立o1到new Object()这个heap堆中的对象的引用，这两个引用都是强引用.只要存在对heap中对象的引用，gc就不会收集该对象.如果通过如下代码：

o=null;    
o1=null;

如果显式地设置o和o1为null，或超出范围，则gc认为该对象不存在引用，这时就可以收集它了。可以收集并不等于就一会被收集，什么时候收集这要取决于gc的算法，这要就带来很多不确定性。例如你就想指定一个对象，希望下次gc运行时把它收集了，那就没办法了，有了其他的两种引用就可以做到了。其他两种引用在不妨碍gc收集的情况下，可以做简单的交互。

heap中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱、和虚。对于对象是属于哪种可及的对象，由他的最强的引用决定。如下：

WeakReference

import java.lang.ref.WeakReference;   
  
public class WeakReferenceTest {   
  
    /**  
     * @param args  
     */  
    public static void main(String[] args) {   
        A a = new A();   
        a.str = "Hello, reference";   
        WeakReference<A> weak = new WeakReference<A>(a);   
        a = null;   
        int i = 0;   
        while (weak.get() != null) {   
            System.out.println(String.format("Get str from object of WeakReference: %s, count: %d", weak.get().str, ++i));   
            if (i % 10 == 0) {   
                System.gc();   
                System.out.println("System.gc() was invoked!");   
            }   
            try {   
                Thread.sleep(500);   
            } catch (InterruptedException e) {   
  
            }   
        }   
        System.out.println("object a was cleared by JVM!");   
    }   
  
}

程序运行结果：

Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 1  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 2  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 3  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 4  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 5  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 6  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 7  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 8  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 9  
Get str from object of WeakReference: Hello, reference, count: 10  
System.gc() was invoked!   
object a was cleared by JVM!

SoftReference

import java.lang.ref.SoftReference;   
  
public class SoftReferenceTest {   
  
    /**  
     * @param args  
     */  
    public static void main(String[] args) {   
        A a = new A();   
        a.str = "Hello, reference";   
        SoftReference<A> sr = new SoftReference<A>(a);   
        a = null;   
        int i = 0;   
        while (sr.get() != null) {   
            System.out.println(String.format("Get str from object of SoftReference: %s, count: %d", sr.get().str, ++i));   
            if (i % 10 == 0) {   
                System.gc();   
                System.out.println("System.gc() was invoked!");   
            }   
            try {   
                Thread.sleep(500);   
            } catch (InterruptedException e) {   
  
            }   
        }   
        System.out.println("object a was cleared by JVM!");   
    }   
  
}

总结

SoftReference比WeakReference生命力更强，当JVM的内存不吃紧时，即使引用的对象被置为空了，Soft还可以保留对该对象的引用，此时的JVM内存池实际上还保有原来对象，只有当内存吃紧的情况下JVM才会清除Soft的引用对象，并且会在未来重新加载该引用的对象。
而WeakReference则当清理内存池时会自动清理掉引用的对象。