强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?

强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?具体使用场景是什么?

典型回答

不同的引用类型,主要体现的是对象不同的可达性(reachable)状态和对垃圾收集的影响。

所谓强引用("Strong" Reference),就是我们最常见的普通对象引用,只要还有强引用指向一个对象,就能表明对象还“活着”,垃圾收集器不会碰这种对象。对于一个普通的对象,如果没有其他的引用关系,只要超过了引用的作用域或者显式地将相应(强)引用赋值为 null,就是可以被垃圾收集的了,当然具体回收时机还是要看垃圾收集策略。


软引用(SoftReference),是一种相对强引用弱化一些的引用,可以让对象豁免一些垃圾收集,只有当 JVM 认为内存不足时,才会去试图回收软引用指向的对象。JVM 会确保在抛出OutOfMemoryError 之前,清理软引用指向的对象。软引用通常用来实现内存敏感的缓存,如果还有空闲内存,就可以暂时保留缓存,当内存不足时清理掉,这样就保证了使用缓存的同时,不会耗尽内存。

SoftReference 在“弱引用WeakReference”中属于最强的引用。SoftReference 所指向的对象,当没有强引用指向它时,会在内存中停留一段的时间,垃圾回收器会根据 JVM 内存的使用情况(内存的紧缺程度)以及 SoftReference 的 get() 方法的调用情况来决定是否对其进行回收。

 

对于幻象引用(PhantomReference ,有时候也翻译成虚引用,你不能通过它访问对象。幻象引用仅仅是提供了一种确保对象被 finalize 以后,做某些事情的机制,比如,通常用来做所谓的 Post-Mortem 清理机制,如 Java 平台自身 Cleaner 机制等,也有人利用幻象引用监控对象的创建和销毁。

PhantomReference 是弱于 SoftReference 的引用类型。幻象引用的特性和基本与软引用相似,区别就在于幻象引用所指向的对象只要进行系统垃圾回收,不管内存使用情况如何,永远对其进行回收(get() 方法返回 null)。

 

这里简单总结了对象生命周期和不同可达性状态,以及不同状态可能的改变关系,可能未必 100% 严谨,来阐述下可达性的变化。
强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?_第1张图片

引用对列 (Reference Queue)

在适当的时候检测到对象的可达性发生改变后,垃圾回收器就将已注册的引用对象添加到此队列中。一旦弱引用对象开始返回null,该弱引用指向的对象就被标记成了垃圾。而这个弱引用对象(非其指向的对象)就没有什么用了。通常这时候需要进行一些清理工作。比如WeakHashMap会在这时候移除没用的条目来避免保存无限制增长的没有意义的弱引用。

引用类型 取得目标对象方式 垃圾回收条件 是否可能内存泄漏
强引用 直接调用 不回收 可能
软引用 通过 get() 方法 视内存情况回收 不可能
弱引用 通过 get() 方法 永远回收 不可能
幻想引用 无法取得 不回收 可能

理论到实践->Java代码

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ReferenceDemo {
	private List list = new ArrayList<>();

	private void phantomReference() {
		System.out.println("------phantomReference--------");
		ReferenceQueue refQueue = new ReferenceQueue();
		PhantomReference referent = new PhantomReference<>(new Object(), refQueue);
		System.out.println(referent.get());
		System.gc();
		System.runFinalization();
		System.out.println(String.format("is recycle %s", (refQueue.poll()) == referent));
		System.out.println("------phantomReference--------");
	}

	private void weakReference() {
		list.clear();
		System.out.println("------WeakReference--------");
		for (int i = 0; i < 2; i++) {
			byte[] buff = new byte[1024 * 1024];
			WeakReference weakReference = new WeakReference(buff);
			list.add(weakReference);
		}
		list.forEach(o -> {
			Object o1 = ((WeakReference) o).get();
			System.out.println(o1);
		});
		System.out.println("------WeakReference--------");
	}

	private void strongReference() {
		byte[] buff = new byte[1024 * 1024 * 5];
	}

	private void softReference() {
		System.out.println("------softReference--------");
		for (int i = 0; i < 2; i++) {
			byte[] buff = new byte[1024 * 1024];
			// list.add(buff)
			SoftReference softReference = new SoftReference(buff);
			list.add(softReference);
		}
		list.forEach(o -> {
			Object o1 = ((SoftReference) o).get();
			System.out.println(o1);
		});
		System.out.println("------softReference--------");
	}

	public static void main(String[] args) {
		ReferenceDemo referenceDemo = new ReferenceDemo();
		// referenceDemo.strongReference();

		referenceDemo.softReference();
		referenceDemo.weakReference();
		referenceDemo.phantomReference();
	}

} 
  

运行以上代码不出意料,内存充足时 软、弱引用 get() 返回了不为空对象,即没有回收

强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?_第2张图片

接下来,配置jvm内存 -Xmn3m -Xmx5m 再运行

强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?_第3张图片

 

执行 byte[] buff = new byte[1024 * 1024 * 5]; 时

强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?_第4张图片

由上确实是JVM情愿抛出OOM异常使程序异常终止也不会靠回收强引用的对象

接下看看软、弱、虚引用情况

当循环次数为4时,JVM对SoftenReference和WeakReference进行了回收,输出null

强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?_第5张图片

当循环次数为5时,JVM对SoftenReference进行了3次回收,WeakReference行了2次回收

强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别?_第6张图片

 


参考文献:https://blog.csdn.net/csdnno/article/details/78907882, java核心36讲

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