浅谈Java引用:强引用、弱引用、软引用和虚引用

Java语言的一大优势就是JVM内存管理机制会自己处理内存的分配和回收，程序员再也不用像C语言那样自己小心翼翼的处理内存的分配和回收了，但这并不意味着不需要关心内存的分配和回收，从垃圾回收的角度来理解一下JVM的内存管理还是大有益处的。

一个对象被回收要有两个条件：

• 没有引用指向对象
• GC被运行

说起Java引用共有4个级别：强引用、弱引用、软引用和虚引用

• 强引用
  引用级别:最高
  回收难度：不回收

  强引用是最常见的使用方式，使用new关键字实例化一个对象，这就是强引用；JVM不会回收强引用对象，如即使是内存不足抛出OOM异常也不会回收强引用对象，强引用将常驻内存。

• 软引用
  引用级别：较高
  回收难度：较难回收

  如果一个对象只有软引用指向它，它将是可回收的，但是它只有在一种情况下才会被回收：内存不足，当JVM出现内存不足时，就会回收软引用腾出新的可用内存；软引用可以用来实现内存敏感的高速缓存

//本示例以jshell为运行环境
jshell> /list

   1 : class Car{}
   2 : import java.lang.ref.SoftReference;
   3 : public void softDemo(){
           Car car = new Car();
           SoftReference softReference = new SoftReference<>(car);

           System.out.println(softReference.get());

           car = null;
           System.out.println(softReference.get());

           System.gc();
           System.out.println(softReference.get());
       }

jshell> softDemo();
REPL.$JShell$11$Car@7f9a81e8
REPL.$JShell$11$Car@7f9a81e8
REPL.$JShell$11$Car@7f9a81e8    //强制gc以后软引用并没有被回收

• 弱引用
  引用级别：较低
  回收难度：较易回收

  如果一个对象只有弱引用指向它，那它一定会被GC回收，但是什么时间回收不确定，这要由GC的回收周期决定

  弱引用对象的存在不会阻止它所指向的对象变被垃圾回收器回收。弱引用最常见的用途是实现规范映射(canonicalizing mappings，比如哈希表)。假设垃圾收集器在某个时间点决定一个对象是弱可达的(weakly reachable)(也就是说当前指向它的全都是弱引用)，这时垃圾收集器会清除所有指向该对象的弱引用，然后垃圾收集器会把这个弱可达对象标记为可终结(finalizable)的，这样它们随后就会被回收。与此同时或稍后，垃圾收集器会把那些刚清除的弱引用放入创建弱引用对象时所登记到的引用队列(Reference Queue)中。

//本示例以jshell为运行环境
jshell> /list

   1 : class Car{}
   2 : import java.lang.ref.WeakReference;
   3 : public void weakDemo(){
           Car car = new Car();
           WeakReference weakReference = new WeakReference<>(car);

           System.out.println(weakReference.get());

           car = null;
           System.out.println(weakReference.get());

           System.gc();
           System.out.println(weakReference.get());
       }

jshell> weakDemo();
REPL.$JShell$11$Car@7f9a81e8
REPL.$JShell$11$Car@7f9a81e8
null    //弱引用在强制gc以后被回收了

• 虚引用
  引用级别：无
  回收难度：容易

  这是级别最低的引用类型，甚至通过虚引用都拿不到被引用的对象，它只用来标记哪些对象将被GC回收；虚引用不能单独使用，必须配合ReferenceQueue一起使用