Java 关于强引用，软引用，弱引用和虚引用的区别与用法

https://blog.csdn.net/lovoo/article/details/51615423
https://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475

一、概述：

众所周知，Java中是JVM负责内存的分配和回收，这是它的优点（使用方便，程序不用再像使用c那样操心内存），但同时也是它的缺点（不够灵活）。为了解决内存操作不灵活这个问题，可以采用软引用等方法。

在JDK1.2以前的版本中，当一个对象不被任何变量引用，那么程序就无法再使用这个对象。也就是说，只有对象处于可触及状态，程序才能使用它。这 就像在日常生活中，从商店购买了某样物品后，如果有用，就一直保留它，否则就把它扔到垃圾箱，由清洁工人收走。一般说来，如果物品已经被扔到垃圾箱，想再 把它捡回来使用就不可能了。

但有时候情况并不这么简单，你可能会遇到类似鸡肋一样的物品，食之无味，弃之可惜。这种物品现在已经无用了，保留它会占空间，但是立刻扔掉它也不划算，因 为也许将来还会派用场。对于这样的可有可无的物品，一种折衷的处理办法是：如果家里空间足够，就先把它保留在家里，如果家里空间不够，即使把家里所有的垃 圾清除，还是无法容纳那些必不可少的生活用品，那么再扔掉这些可有可无的物品。

从JDK1.2版本开始，把对象的引用分为四种级别，从而使程序能更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用和虚引用。

二、具体描述：

1．强引用

以前我们使用的大部分引用实际上都是强引用，这是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那就类似于必不可少的生活用品，垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，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。
如

 String str = "abc";
 List list = new Arraylist();
 list.add(str);

  在list集合里的数据不会释放，即使内存不足也不会

在ArrayList类中定义了一个私有的变量elementData数组，在调用方法清空数组时可以看到为每个数组内容赋值为null。不同于elementData=null，强引用仍然存在，避免在后续调用 add()等方法添加元素时进行重新的内存分配。使用如clear()方法中释放内存的方法对数组中存放的引用类型特别适用，这样就可以及时释放内存。

2、软引用（SoftReference）

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。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

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。
如：

public class Test {  

    public static void main(String[] args){  
        System.out.println("开始");            
        A a = new A();            
        SoftReference sr = new SoftReference(a);  
        a = null;  
        if(sr!=null){  
            a = sr.get();  
        }  
        else{  
            a = new A();  
            sr = new SoftReference(a);  
        }            
        System.out.println("结束");     
    }       

}  

class A{  
    int[] a ;  
    public A(){  
        a = new int[100000000];  
    }  
}  

当内存足够大时可以把数组存入软引用，取数据时就可从内存里取数据，提高运行效率

软引用在实际中有重要的应用，例如浏览器的后退按钮。

按后退时，这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？这就要看具体的实现策略了。

（1）如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收，则按后退查看前面浏览过的页面时，需要重新构建

（2）如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费，甚至会造成内存溢出

这时候就可以使用软引用

3．弱引用（WeakReference）

如果一个对象只具有弱引用，那就类似于可有可物的生活用品。弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它 所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

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。
如：

Object c = new Car(); //只要c还指向car object, car object就不会被回收
WeakReference weakCar = new WeakReference(Car)(car);

当要获得weak reference引用的object时, 首先需要判断它是否已经被回收:

weakCar.get();

如果此方法为空, 那么说明weakCar指向的对象已经被回收了.

下面来看一个例子:

public class Car {
  private double price;
  private String colour;

  public Car(double price, String colour){
    this.price = price;
    this.colour = colour;
  }

  public double getPrice() {
    return price;
  }
  public void setPrice(double price) {
    this.price = price;
  }
  public String getColour() {
    return colour;
  }
  public void setColour(String colour) {
    this.colour = colour;
  }

  public String toString(){
    return colour +"car costs $"+price;
  }

}


public class TestWeakReference {


  public static void main(String[] args) {

    Car car = new Car(22000,"silver");
    WeakReference weakCar = new WeakReference(car);

    int i=0;

    while(true){
      if(weakCar.get()!=null){
        i++;
        System.out.println("Object is alive for "+i+" loops - "+weakCar);
      }else{
        System.out.println("Object has been collected.");
        break;
      }
    }
  }

}

在上例中, 程序运行一段时间后, 程序打印出”Object has been collected.” 说明, weak reference指向的对象的被回收了.

如果要想打出的是
Object is alive for “+i+” loops - “+weakCar

那么只要在这句话前面加上
System.out.println(“car==== “+car);
因为在此强引用了car对象

如果这个对象是偶尔的使用，并且希望在使用时随时就能获取到，但又不想影响此对象的垃圾收集，那么你应该用 Weak Reference 来记住此对象。

当你想引用一个对象，但是这个对象有自己的生命周期，你不想介入这个对象的生命周期，这时候你就是用弱引用。

这个引用不会在对象的垃圾回收判断中产生任何附加的影响。

4．虚引用（PhantomReference）

“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。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。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：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。

特别注意，在实际程序设计中一般很少使用弱引用与虚引用，使用软用的情况较多，这是因为软引用可以加速JVM对垃圾内存的回收速度，可以维护系统的运行安全，防止内存溢出（OutOfMemory）等问题的产生。

总结：

强引用：
String str = “abc”;
list.add(str);
软引用：
如果弱引用对象回收完之后，内存还是报警，继续回收软引用对象
弱引用：
如果虚引用对象回收完之后，内存还是报警，继续回收弱引用对象
虚引用：
虚拟机的内存不够使用，开始报警，这时候垃圾回收机制开始执行System.gc(); String s = “abc”;如果没有对象回收了， 就回收没虚引用的对象