java的四种引用

一.四种引用类型的解释：

1. 强引用(StrongReference)

 强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那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的问题。

2. 软引用(SoftReference)

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，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器回收，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。

3. 弱引用(WeakReference)

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。

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器回收。

虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。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。

总结：

WeakReference与SoftReference都可以用来保存对象的实例引用，这两个类与垃圾回收有关。
WeakReference保存的对象实例可以被GC回收掉。这个类通常用于在某处保存对象引用，而又不干扰该对象被GC回收，通常用于Debug、内存监视工具等程序中。因为这类程序一般要求即要观察到对象，又不能影响该对象正常的GC过程。
最近在JDK的Proxy类的实现代码中也发现了Weakrefrence的应用，Proxy会把动态生成的Class实例暂存于一个由Weakrefrence构成的Map中作为Cache。

SoftReference是强引用，它保存的对象实例，除非JVM即将OutOfMemory，否则不会被GC回收。这个特性使得它特别适合设计对象Cache。对于Cache，我们希望被缓存的对象最好始终常驻内存，但是如果JVM内存吃紧，为了不发生OutOfMemoryError导致系统崩溃，必要的时候也允许JVM回收Cache的内存，待后续合适的时机再把数据重新Load到Cache中。这样可以系统设计得更具弹性。

二.四种引用类型的比较：

类型	目的	作用	触发GC条件	实现类
强引用	普通引用类型，只要对象的引用是强引用，他们就不会被垃圾收集	普通引用	任何对象如果不是强引用都可以被垃圾收集	默认类型
软引用	在内存足够的时候，对象不会被垃圾收集	为了保证即使对象没有任何引用指向它的时候也不会被垃圾收集，防止有引用再次指向这个对象	在第一次GC后，JVM需要回收更多的空间	java.lang.ref.SoftReference
弱引用	在对象可触及的状态下不会被垃圾收集	如果对象不再被引用会被自动回收	GC后对象只有弱引用	java.lang.ref.WeakReference java.util.WeakHashMap
虚引用	让你可以清理已经执行finalize方法，但是还没有回收内存的对象	特殊清理	finalize方法执行之后	java.lang.ref.PhantomReference

Java 中一共有 4 种类型的引用 : StrongReference、 SoftReference、 WeakReference 以及 PhantomReference (传说中的幽灵引用 呵呵), 
这 4 种类型的引用与 GC 有着密切的关系,  让我们逐一来看它们的定义和使用场景 :

        1. Strong Reference
        
        StrongReference 是 Java 的默认引用实现,  它会尽可能长时间的存活于 JVM 内， 当没有任何对象指向它时 GC 执行后将会被回收

 @Test
 public void strongReference() {
     Object referent = new Object();

     /**
      * 通过赋值创建 StrongReference
      */
     Object strongReference = referent;

     assertSame(referent, strongReference);

     referent = null;
     System.gc();

     /**
      * StrongReference 在 GC 后不会被回收
      */
     assertNotNull(strongReference);
 }

        2. WeakReference & WeakHashMap

WeakReference， 顾名思义,  是一个弱引用,  当所引用的对象在 JVM 内不再有强引用时, GC 后 weak reference 将会被自动回收

 @Test
 public void weakReference() {
     Object referent = new Object();
     WeakReference<Object> weakRerference = new WeakReference<Object>(referent);

     assertSame(referent, weakRerference.get());

     referent = null;
     System.gc();

     /**
      * 一旦没有指向 referent 的强引用, weak reference 在 GC 后会被自动回收
      */
     assertNull(weakRerference.get());
 }

WeakHashMap 使用 WeakReference 作为 key， 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry

 @Test
 public void weakHashMap() throws InterruptedException {
     Map<Object, Object> weakHashMap = new WeakHashMap<Object, Object>();
     Object key = new Object();
     Object value = new Object();
     weakHashMap.put(key, value);

     assertTrue(weakHashMap.containsValue(value));

     key = null;
     System.gc();

     /**
      * 等待无效 entries 进入 ReferenceQueue 以便下一次调用 getTable 时被清理
      */
     Thread.sleep(1000);

     /**
      * 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry
      */
     assertFalse(weakHashMap.containsValue(value));
 }

        3. SoftReference

SoftReference 于 WeakReference 的特性基本一致， 最大的区别在于 SoftReference 会尽可能长的保留引用直到 JVM 内存不足时才会被回收(虚拟机保证), 这一特性使得 SoftReference 非常适合缓存应用

 @Test
 public void softReference() {
     Object referent = new Object();
     SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(referent);

     assertNotNull(softRerference.get());

     referent = null;
     System.gc();

     /**
      *  soft references 只有在 jvm OutOfMemory 之前才会被回收, 所以它非常适合缓存应用
      */
     assertNotNull(softRerference.get());
 }

        4. PhantomReference

        作为本文主角， Phantom Reference(幽灵引用) 与 WeakReference 和 SoftReference 有很大的不同,  因为它的 get() 方法永远返回 null, 这也正是它名字的由来

 @Test
 public void phantomReferenceAlwaysNull() {
     Object referent = new Object();
     PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<Object>(referent, new ReferenceQueue<Object>());

     /**
      * phantom reference 的 get 方法永远返回 null
      */
     assertNull(phantomReference.get());
 }

         诸位可能要问, 一个永远返回 null 的 reference 要来何用,  请注意构造 PhantomReference 时的第二个参数 ReferenceQueue(事实上 WeakReference & SoftReference 也可以有这个参数)，
PhantomReference 唯一的用处就是跟踪 referent  何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中.

     5. RererenceQueue

当一个 WeakReference 开始返回 null 时， 它所指向的对象已经准备被回收， 这时可以做一些合适的清理工作.   将一个 ReferenceQueue 传给一个 Reference 的构造函数， 当对象被回收时， 虚拟机会自动将这个对象插入到 ReferenceQueue 中， WeakHashMap 就是利用 ReferenceQueue 来清除 key 已经没有强引用的 entries.

 @Test
 public void referenceQueue() throws InterruptedException {
     Object referent = new Object();
     ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();
     WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<Object>(referent, referenceQueue);

     assertFalse(weakReference.isEnqueued());
     Reference<? extends Object> polled = referenceQueue.poll();
     assertNull(polled);

     referent = null;
     System.gc();

     assertTrue(weakReference.isEnqueued());
     Reference<? extends Object> removed = referenceQueue.remove();
     assertNotNull(removed);
 }

6.  PhantomReference  vs WeakReference
PhantomReference  有两个好处， 其一， 它可以让我们准确地知道对象何时被从内存中删除， 这个特性可以被用于一些特殊的需求中(例如 Distributed GC，  XWork 和 google-guice 中也使用 PhantomReference 做了一些清理性工作). 
其二， 它可以避免 finalization 带来的一些根本性问题, 上文提到 PhantomReference 的唯一作用就是跟踪 referent 何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中,  但是 WeakReference 也有对应的功能, 两者的区别到底在哪呢 ?
这就要说到 Object 的 finalize 方法, 此方法将在 gc 执行前被调用, 如果某个对象重载了 finalize 方法并故意在方法内创建本身的强引用,  这将导致这一轮的 GC 无法回收这个对象并有可能引起任意次 GC， 最后的结果就是明明 JVM 内有很多 Garbage 却 OutOfMemory， 使用 PhantomReference 就可以避免这个问题， 因为 PhantomReference 是在 finalize 方法执行后回收的，也就意味着此时已经不可能拿到原来的引用,  也就不会出现上述问题,  当然这是一个很极端的例子, 一般不会出现. 

转自：http://kinkding.iteye.com/blog/403490

在论坛里面看到了帖子：http://www.iteye.com/topic/401478，下面是我对四种引用的试用：

1、强引用：

 

 /** 强引用，JVM的默认实现 */
 public static void test1() throws InterruptedException {
     Object obj = new Object();
     Object strong = obj;
     obj = null;
     System.gc();
     Thread.sleep(1000);
     System.out.println(strong);
 }

 输出如下：

java.lang.Object@35ce36

 

2、弱引用：

 

 /**
  * WeakReference 弱引用( 当所引用的对象在 JVM 内不再有强引用时, GC 后weak reference 将会被自动回收)
  * */
 public static void test2() throws InterruptedException {
     Object obj = new Object();
     WeakReference<Object> wr = new WeakReference<Object>(obj);
     obj = null;
     System.gc();
     Thread.sleep(1000);
     System.out.println(wr.get());
 }

 输出如下：

null

 

3、软引用：

 

 /**
  * SoftReference SoftReference 于 WeakReference 的特性基本一致， 最大的区别在于
  * SoftReference 会尽可能长的保留引用直到 JVM 内存不足时才会被回收(虚拟机保证)
  * */
 public static void test3() throws InterruptedException {
     Object obj = new Object();
     SoftReference<Object> sr = new SoftReference<Object>(obj);
     obj = null;
     System.gc();
     Thread.sleep(1000);
     System.out.println(sr.get());
 }

 输出如下：

java.lang.Object@35ce36

 

4、幽灵引用：

 

 /**
  * PhantomReference Phantom Reference(幽灵引用) 与 WeakReference 和 SoftReference
  * 有很大的不同, 因为它的 get() 方法永远返回 null
  * */
 public static void test4() throws InterruptedException {
     Object obj = new Object();
     ReferenceQueue<Object> rq = new ReferenceQueue<Object>();
     PhantomReference<Object> pr = new PhantomReference<Object>(obj, rq);
     System.out.println(pr.get());
 }

 输出如下：

null

 

5、ReferenceQueue：

 

 public static void test5() throws InterruptedException {
     Object obj = new Object();
     ReferenceQueue<Object> rq = new ReferenceQueue<Object>();
     WeakReference<Object> pr = new WeakReference<Object>(obj, rq);
     System.out.println(pr.isEnqueued());
     System.out.println(rq.poll());
     obj = null;
     System.gc();
     System.out.println(pr.isEnqueued());
     System.out.println(rq.remove().get());
 }

 输出如下：

 

false

null

true

null

 

6、WeakHashMap：

 

 /**
  * 使用 WeakReference 作为 key， 一旦没有指向 key 的强引用,
  * WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的
  * entry
  */
 public static void test6() throws InterruptedException {
     Map<Object, Object> map = new WeakHashMap<Object, Object>();
     Object key = new Object();
     Object value = new Object();
     map.put(key, value);

     key = null;
     System.gc();
     Thread.sleep(1000);
     System.out.println(value);
     System.out.println(map.containsValue(value));
 }

 输出如下：

 

java.lang.Object@757aef

false