Java中三个引用类SoftReference 、 WeakReference 和 PhantomReference的区别

本文将谈一下对 SoftReference( 软引用 ) 、 WeakReference( 弱引用 ) 和 PhantomRefrence( 虚引用 ) 的理解 , 这三个类是对 heap 中 java 对象的应用 ， 通过这个三个类可以和 gc 做简单的交互。

强引用：

除了上面提到的三个引用之外 , 还有一个引用 , 也就是最长用到的那就是强引用 . 例如：

Java 代码   1.Object o=new Object();    2.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：

Java 代码   1.o=null;    2.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，有了其他的三种引用就可以做到了。其他三种引用在不妨碍 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 ：

Java 代码   1.String abc=new String("abc");  //1    2.SoftReference abcSoftRef=new SoftReference(abc);  //2    3.WeakReference abcWeakRef = new WeakReference(abc); //3    4.abc=null; //4    5.abcSoftRef.clear();//5

 

上面的代码中：

      第一行在 heap 对中创建内容为 “abc” 的对象，并建立 abc 到该对象的强引用 , 该对象是强可及的。

      第二行和第三行分别建立对 heap 中对象的软引用和弱引用 ， 此时 heap 中的对象仍是强可及的 。

      第四行之后 heap 中对象不再是强可及的，变成软可及的。同样第五行执行之后变成弱可及的。

SoftReference ( 软引用 )

软引用是主要用于内存敏感的高速缓存 。 在 jvm 报告内存不足之前会清除所有的软引用 ， 这样以来 gc 就有可能收集软可及的对象 ， 可能解决内存吃紧问题 ， 避免内存溢出 。 什么时候会被收集取决于 gc 的算法和 gc 运行时可用内存的大小 。 当 gc 决定要收集软引用是执行以下过程 , 以上面的 abcSoftRef 为例 ：

    1   首先将 abcSoftRef 的 referent 设置为 null ， 不再引用 heap 中的 new String("abc") 对象 。

    2   将 heap 中的 new String("abc") 对象设置为可结束的 (finalizable) 。

    3   当 heap 中的 new String("abc") 对象的 finalize() 方法被运行而且该对象占用的内存被释放，   abcSoftRef 被添加到它的 ReferenceQueue 中 。

    注 : 对 ReferenceQueue 软引用和弱引用可以有可无 ， 但是虚引用必须有 ，参 见：

Java 代码   Reference(T paramT, ReferenceQueueparamReferenceQueue)

 

被   Soft Reference   指到的对象，即使没有任何   Direct Reference ，也不会被清除。一直要到   JVM   内存不足且 没有   Direct Reference   时才会清除， SoftReference   是用来设计   object-cache   之用的。如此一来 SoftReference   不但可以把对象   cache   起来，也不会造成内存不足的错误   （ OutOfMemoryError ）。我觉得 Soft Reference   也适合拿来实作   pooling   的技巧。

A obj = new A(); SoftRefenrence sr = new SoftReference(obj);         引用 时     if(sr!=null){         obj = sr.get();     }else{         obj = new A();         sr = new SoftReference(obj);     }

 

弱引用

当 gc 碰到弱可及对象 ， 并释放 abcWeakRef 的引用 ， 收集该对象。但是 gc 可能需要对此运用才能找到该弱可及对象 。 通过如下代码可以了明了的看出它的作用 ：

Java 代码   1.String abc=new String("abc");    2.WeakReference abcWeakRef = new WeakReference(abc);    3.abc=null;    4.System.out.println("before gc: "+abcWeakRef.get());    5.System.gc();    6.System.out.println("after gc: "+abcWeakRef.get());

 

运行结果 :   

before gc: abc   

after gc: null   

gc 收集弱可及对象的执行过程和软可及一样 ， 只是 gc 不会根据内存情况来决定是不是收集该对象 。

如果你希望能随 时 取得某 对 象的信息，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，而不是用一般的   reference 。

A obj = new A();       WeakReference wr = new WeakReference(obj);       obj = null;       // 等待一段 时间， obj 对象就会被垃圾回收 　　 ...   　　 if (wr.get()==null) { 　　 System.out.println("obj   已 经被清除了   "); 　　 } else { 　　 System.out.println("obj   尚未被清除，其信息是   "+obj.toString()); 　　 } 　　 ... }

在此例中，透过   get()   可以取得此   Reference   的所指到的对象，如果返回值为   null   的话，代表此对象已经被清除。

这类的技巧，在设计   Optimizer   或   Debugger   这类的程序时常会用到，因为这类程序需要取得某对象的信息，但是不可以   影响此对象的垃圾收集。

 

 PhantomRefrence( 虚引用 )

   虚顾名思义就是没有的意思 ， 建立虚引用之后通过 get 方法返回结果始终为 null, 通过源代码你会发现 , 虚引用通向会把引用的对象写进 referent, 只是 get 方法返回结果为 null. 先看一下和 gc 交互的过程在说一下他的作用 .

  1   不把 referent 设置为 null,   直接把 heap 中的 new String("abc") 对象设置为可结束的 (finalizable).

  2   与软引用和弱引用不同 ,   先把 PhantomRefrence 对象添加到它的 ReferenceQueue 中 . 然后在释放虚可及的对象 .

    你会发现在收集 heap 中的 new String("abc") 对象之前 , 你就可以做一些其他的事情 . 通过以下代码可以了解他的作用 .

Java 代码   1.import java.lang.ref.PhantomReference;    2.import java.lang.ref.Reference;    3.import java.lang.ref.ReferenceQueue;    4.import java.lang.reflect.Field;    5.    6.public class Test {    7.    public static boolean isRun = true;    8.    9.    public static void main(String[] args) throws Exception {    10.        String abc = new String("abc");    11.        System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());    12.        final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();    13.        new Thread() {    14.            public void run() {    15.                while (isRun) {    16.                    Object o = referenceQueue.poll();    17.                    if (o != null) {    18.                        try {    19.                            Field rereferent = Reference.class    20.                                    .getDeclaredField("referent");    21.                            rereferent.setAccessible(true);    22.                            Object result = rereferent.get(o);    23.                            System.out.println("gc will collect:"    24.                                    + result.getClass() + "@"    25.                                    + result.hashCode());    26.                        } catch (Exception e) {    27.    28.                            e.printStackTrace();    29.                        }    30.                    }    31.                }    32.            }    33.        }.start();    34.        PhantomReference abcWeakRef = new PhantomReference(abc,    35.                referenceQueue);    36.        abc = null;    37.        Thread.currentThread().sleep(3000);    38.        System.gc();    39.        Thread.currentThread().sleep(3000);    40.        isRun = false;    41.    }    42.    43.}

结果为

class java.lang.String@96354   

gc will collect:class java.lang.String@96354