Java的四种引用方式

Posted 2020-06-13

一、引用基本概念

从JDK1.2版本开始，把对象的引用分为四种级别，从而使程序能更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用、虚引用。

1、强引用(StrongReference)

　　如果一个对象具有强引用，那就类似于必不可少的生活用品，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问题。

2、软引用(SoftReference)

　　如果一个对象只具有软引用，那就类似于可有可物的生活用品。如果内存空间足够，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，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)

　　如果一个对象只具有弱引用，那就类似于可有可物的生活用品。 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。

　　虚引用唯一的用处就是跟踪引用何时被入队到ReferenceQueue中。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)。

二、代码测试

public class Reference {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("强引用");
            strongReference();
            System.out.println("=== === === ===");
            System.out.println("软引用");
            softReference();
            System.out.println("=== === === ===");
            System.out.println("弱引用");
            weakReference();
            System.out.println("=== === === ===");
            System.out.println("虚引用");
            phantomReference();
            System.out.println("=== === === ===");
            System.out.println("WeakHashMap");
            weakHashMap();
            System.out.println("=== === === ===");
            System.out.println("ReferenceQueue");
            referenceQueue();
            System.out.println("=== === === ===");
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    }

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

    /**
     * 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 softReference() 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());
    }

    /**
     * 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 weakReference() 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());
    }

    /**
     * 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 phantomReference() 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());
    }

    /**
     * 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 weakHashMap() 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));
    }
    
    /**
     * ReferenceQueue测试方法
     */
    public static void referenceQueue() 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());//由程序或垃圾回收器通知是否已将此引用对象加入队列。
        System.out.println(rq.poll());//轮询此队列，查看是否存在可用的引用对象。
        obj = null;
        System.gc();
        System.out.println(pr.isEnqueued());
    }
}