Java四种引用（强、软、弱、虚）整理

Java从JDK1.2版本开始，把对象的引用分为四种级别：强引用、软引用、弱引用和虚引用。之所以将引用分成这四种不同的类型，是为了在JVM中更加灵活的进行对象的垃圾回收，从而让程序更加灵活的控制对象的生命周期。

一 概念简介

在JVM内存中，一个对象拥有不同的引用类型，那这个对象在进行垃圾回收时会被执行不同的操作，从而影响这个对象的生命周期

1.1 强引用

强引用是使用最普遍的引用，我们平时代码中定义的引用都是强引用。如果一个对象具有强引用，垃圾回收器绝不会回收它，即使是内存空间不足时，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。

1.2 软引用

如果一个对象只具有软引用，那就类似于可有可物的生活用品。如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用一般用于实现缓存对象的操作

软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中

1.3 弱引用

弱引用是比软引用强度更低一种引用方式。如果一个对象只具有弱引用，他的生命周期更加短暂，那么当垃圾回收器线程在扫描他所管理的内存区域时，不管内存空间是否足够，都会将这个对象回收。不过垃圾回收器线程优先级比较低，因此只有弱引用的对象不一定会很快的被回收。

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垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

1.4 虚引用

虚引用又叫做幽灵引用，就想他的名字一样，虚引用是形同虚设的，也就是虚引用相当于没有引用。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。虚引用主要用于跟踪一个对象被垃圾回收的过程。

虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。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，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用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。程序如果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。

二 涉及的类和Demo

2.1 引用类

在java.lang.ref包中提供了三个类：SoftReference类、WeakReference类和PhantomReference类，他们分别对应软引用、弱引用和虚引用。这是三个类的父类都是Reference类，他们的方法基本上都一样，我们以SoftReference为例：

public class SoftReference<T> extends Reference<T> {
    private T referent;         /* Treated specially by GC */

    public SoftReference(T referent) // 构造方法1，生成指向referent对象的软引用
    public SoftReference(T referent, ReferenceQueuesuper T> q) //构造方法2，生成指向referent对象的软引用，并将这个软引用和引用队列q绑定在一起
    public T get() // 通过get方法得到，软引用所指向的对象
}

SoftReference类从父类Reference中继承了一个referent变量，这个变量就是专门用来存储软引用所指向对象的，下面的例子中会讲到

如果这个引用指向的对象已经被回收，那么get( )将返回null

2.2 引用队列类

还有一个ReferenceQueue类这就是上面提到的引用队列，他可以和上面三个类联合使用，以便跟踪JVM中所回收的对象的活动。

public class ReferenceQueue<T> {
    public Reference poll()     //将队列顶端的元素抛出
    public Reference remove()   // 将队列元素删除
}

2.3 Demo

我们通过下面的Demo看看这几个类的用法：

import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.lang.ref.WeakReference;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // str是一个强引用
        String str = new String("HelloWorld");
        // 声明一个引用队列rq
        ReferenceQueue rq = new ReferenceQueue<>();
        // 声明一个软引用,并且将sr指向str所指的对象,也就是"HelloWorld"
        WeakReference sr = new WeakReference(str);
        // 声明一个弱引用,并且将wr指向str所指的对象，并将他和引用队列绑定
        WeakReference wr = new WeakReference(str, rq);

        str = null;  // 将HelloWorld对象的强引用str制空
        sr = null;   // 将HelloWorld对象的软引用sr制空

        // 进行两次垃圾回收，wr引用大概率被回收
        System.gc();
        System.gc();

        // 如果wr被回收，此处会打印null
        System.out.println(wr.get());
        // 通过poll方法得到rq队列中的Reference对象
        WeakReference tmp = (WeakReference) rq.poll();
        System.out.println(tmp);
    }
}

上面的例子中弱引用wr和引用队列rq进行了绑定，刚绑定时rq队列是空的,wr对象中的referent指向”HelloWorld”。此时两个对象状态如下：

当调用System.gc( )之后，str对象被回收，wr的弱引用失效。但此处要明白wr作为一个Java对象，WeakReference对象除了具有保存弱引用的特殊性之外，也具有Java对象的一般性。所以说wr本身作为一个WeakReference对象的强引用仍然存在，只是wr中的referent变量被设成了空。wr进入到rq引用队列中，状态如下图：