Java四大引用详解：强引用、软引用、弱引用、虚引用（java中强引用,弱引用,虚引用）

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　　面试官考察Java引用会问到强引用、弱引用、软引用、虚引用，具体有什么区别？本篇单独来详解 @mikechen

　　Java引用

　　从JDK 1.2版本开始，对象的引用被划分为4种级别，从而使程序能更加灵活地控制对象的生命周期，这4种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用和虚引用。

　　强引用是最普遍的引用，一般把一个对象赋给一个引用变量，这个引用变量就是强引用。

　　比如：

// 强引用

　　MikeChen mikechen=new MikeChen();

　　在一个方法的内部有一个强引用，这个引用保存在Java栈中，而真正的引用内容(MikeChen)保存在Java堆中。
如果一个对象具有强引用，垃圾回收器不会回收该对象，当内存空间不足时，JVM 宁愿抛出 OutOfMemoryError异常。

　　如果强引用对象不使用时，需要弱化从而使GC能够回收，如下：

//帮助垃圾收集器回收此对象

　　mikechen=null;

　　显式地设置mikechen对象为null，或让其超出对象的生命周期范围，则GC认为该对象不存在引用，这时就可以回收这个对象，具体什么时候收集这要取决于GC算法。

　　举例：

package com.mikechen.java.refenence;

　　* 强引用举例

　　* @author mikechen

　　public class StrongRefenenceDemo {

　　 public static void main(String[] args) {

　　 Object o1 = new Object();

　　 Object o2 = o1;

　　 o1 = null;

　　 System.gc();

　　 System.out.println(o1); //null

　　 System.out.println(o2); //java.lang.Object@2503dbd3

　　}

　　StrongRefenenceDemo 中尽管 o1已经被回收，但是 o2 强引用 o1，一直存在，所以不会被GC回收。

　　软引用是一种相对强引用弱化了一些的引用，需要用java.lang.ref.SoftReference 类来实现。

　　比如：

String str=new String("abc"); // 强引用

　　SoftReference String softRef=new SoftReference String (str); // 软引用

　　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。

　　先通过一个例子来了解一下软引用：

/**

　　* 弱引用举例

　　* @author mikechen

　　Object obj = new Object();

　　SoftReference softRef = new SoftReference Object (obj);//删除强引用

　　obj = null;//调用gc

　　// 对象依然存在

　　System.gc();System.out.println("gc之后的值：" + softRef.get());

　　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。

ReferenceQueue Object queue = new ReferenceQueue ();

　　Object obj = new Object();

　　SoftReference softRef = new SoftReference Object (obj,queue);//删除强引用

　　obj = null;//调用gc

　　System.gc();

　　System.out.println("gc之后的值: " + softRef.get()); // 对象依然存在

　　//申请较大内存使内存空间使用率达到阈值，强迫gc

　　byte[] bytes = new byte[100 * 1024 * 1024];//如果obj被回收，则软引用会进入引用队列

　　Reference ? reference = queue.remove();if (reference != null){

　　 System.out.println("对象已被回收: "+ reference.get()); // 对象为null

　　}

　　软引用通常用在对内存敏感的程序中，比如高速缓存就有用到软引用，内存够用的时候就保留，不够用就回收。

　　我们看下 Mybatis 缓存类 SoftCache 用到的软引用：

public Object getObject(Object key) {

　　 Object result = null;

　　 SoftReference Object softReference = (SoftReference)this.delegate.getObject(key);

　　 if (softReference != null) {

　　 result = softReference.get();

　　 if (result == null) {

　　 this.delegate.removeObject(key);

　　 } else {

　　 synchronized(this.hardLinksToAvoidGarbageCollection) {

　　 this.hardLinksToAvoidGarbageCollection.addFirst(result);

　　 if (this.hardLinksToAvoidGarbageCollection.size() this.numberOfHardLinks) {

　　 this.hardLinksToAvoidGarbageCollection.removeLast();

　　 return result;}

　　注意：软引用对象是在jvm内存不够的时候才会被回收，我们调用System.gc()方法只是起通知作用，JVM什么时候扫描回收对象是JVM自己的状态决定的，就算扫描到软引用对象也不一定会回收它，只有内存不够的时候才会回收。

　　弱引用的使用和软引用类似，只是关键字变成了 WeakReference：

MikeChen mikechen = new MikeChen();

　　WeakReference MikeChen wr = new WeakReference MikeChen (mikechen );

　　弱引用的特点是不管内存是否足够，只要发生 GC，都会被回收。

　　举例说明：

public class WeakHashMapDemo {

　　 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

　　 myHashMap();

　　 myWeakHashMap();

　　 public static void myHashMap() {

　　 HashMap String, String map = new HashMap String, String ();

　　 String key = new String("k1");

　　 String value = "v1";

　　 map.put(key, value);

　　 System.out.println(map);

　　 key = null;

　　 System.gc();

　　 System.out.println(map);

　　 public static void myWeakHashMap() throws InterruptedException {

　　 WeakHashMap String, String map = new WeakHashMap String, String ();

　　 //String key = "weak";

　　 // 刚开始写成了上边的代码

　　 //思考一下，写成上边那样会怎么样？那可不是引用了

　　 String key = new String("weak");

　　 String value = "map";

　　 map.put(key, value);

　　 System.out.println(map);

　　 //去掉强引用

　　 key = null;

　　 System.gc();

　　 Thread.sleep(1000);

　　 System.out.println(map);

　　 }}

　　弱引用的应用

　　WeakHashMap

public class WeakHashMapDemo {

　　 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

　　 myHashMap();

　　 myWeakHashMap();

　　 public static void myHashMap() {

　　 HashMap String, String map = new HashMap String, String ();

　　 String key = new String("k1");

　　 String value = "v1";

　　 map.put(key, value);

　　 System.out.println(map);

　　 key = null;

　　 System.gc();

　　 System.out.println(map);

　　 public static void myWeakHashMap() throws InterruptedException {

　　 WeakHashMap String, String map = new WeakHashMap String, String ();

　　 //String key = "weak";

　　 // 刚开始写成了上边的代码

　　 //思考一下，写成上边那样会怎么样？那可不是引用了

　　 String key = new String("weak");

　　 String value = "map";

　　 map.put(key, value);

　　 System.out.println(map);

　　 //去掉强引用

　　 key = null;

　　 System.gc();

　　 Thread.sleep(1000);

　　 System.out.println(map);

　　 }}

　　当key只有弱引用时，GC发现后会自动清理键和值，作为简单的缓存表解决方案。

　　ThreadLocal

static class ThreadLocalMap {

　　 static class Entry extends WeakReference ThreadLocal ? {

　　 Object value;

　　 Entry(ThreadLocal ? k, Object v) {

　　 super(k);

　　 value = v;

　　 //......}

　　ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry 继承了弱引用，key为当前线程实例，和WeakHashMap基本相同。

　　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。

　　虚引用也称为“幽灵引用”或者“幻影引用”，它是最弱的一种引用关系。

　　虚引用需要java.lang.ref.PhantomReference 来实现：

A a = new A();

　　ReferenceQueue A rq = new ReferenceQueue A ();

　　PhantomReference A prA = new PhantomReference A (a, rq);

　　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。

　　Java引用总结

　　java4种引用的级别由高到低依次为：强引用软引用弱引用虚引用。

　　以上

　　陈睿mikechen,10年+大厂架构经验,《BAT架构技术500期》系列文章作者，分享十余年BAT架构经验以及面试心得!

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