java对象的强引用，软引用，弱引用和虚引用

1，杂谈

在Java中，虽然不需要程序员手动去管理对象的生命周期，但是如果希望某些对象具备一定的生命周期的话（比如内存不足时JVM就会自动回收某些对象从而避免OutOfMemory的错误）就需要用到软引用和弱引用了。

小编转眼已经做开发很多年了，在帝都生活都快跟不上生活节奏了，伴随物价、工作的变动几乎没2年都会搬家一次，日常用品也会越来越多搬家也就越来越麻烦，记得最近的一次搬家专门找了一辆金杯把里面都塞满了，新家虽然比原来住的地方大了点，但是仍然空间有限啊。先说说开始准备搬家的时候先整理了一下内务（打包、清理垃圾）。

前一天把这些年的所有日常用品、生活用品都整理出来了，一些经常喜欢穿的衣服、鞋子啊虽然都买了很长时间了，还是把他们打包搬走了，搞不好明天就想穿上了。

再就是一些不知道什么时候可能被穿一次的衣服，真是取舍两难啊，最后决定如果打包的箱子能装下带走，装不下的话就当垃圾扔掉了。

还有一些长时间没出现在我眼前的东东，直接被我垃圾扔掉了，再也不会使用了，占地方。

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、弱引用和虚引用。Java中提供这四种引用类型主要有两个目的：第一是可以让程序员通过代码的方式决定某些对象的生命周期；第二是有利于JVM进行垃圾回收。

2，详解

1. 强引用
   我们使用的大部分引用其实都是强引用，这是在我们的开发工作当中普遍存在的。如果一个对象具有强引用，那就类似我们经常穿的衣服啊等必不可少的生活用品，我们肯定不会把他扔掉，同样jvm的垃圾回收器也不会回收它。当内存空间不足的时候，java虚拟机宁可抛出OOM异常，也不会回收具有强引用的对象来释放内存。我们可以将对象显示的赋值为null，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的算法。也就是说方法的内部有一个强引用，这个引用保存在栈中，而真正的引用内容（Object）保存在堆中。当这个方法运行完成后就会退出方法栈，则引用内容的引用不存在，这个Object会被回收。 但是如果这个对象是全局的变量时，就需要在不用这个对象时赋值为null，因为强引用不会被垃圾回收。
   我们来看下Arraylist中的clear方法
   

   /**
        * Removes all of the elements from this list.  The list will
        * be empty after this call returns.
        */
       public void clear() {
           modCount++;
   
           // clear to let GC do its work
           for (int i = 0; i < size; i++)
               elementData[i] = null;
   
           size = 0;
       }

   这里看到Arraylist的clear方法其实是把整个list中的所有对象都赋值成了null，然后就等到GC回收了。

2. 软引用
   软引用是用来描述一些有用但并不是必需的对象，在Java中用java.lang.ref.SoftReference类来表示。对于软引用关联着的对象，只有在内存不足的时候JVM才会回收该对象。如果一个对象只有软引用，就类似鸡肋，食之无味、弃之可惜，如果内存空间足够大，垃圾回收期就不会回收它，如果内存空间不够了，就会回收这些对象。只有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虚拟机会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。
   

   String str=new String("abc");                                     // 强引用
   SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str);     // 软引用x
   softRef.get() //得到str对象，如果str被回收，则返回null

   当内存不足时，等价于：   

   If(JVM.内存不足()) {
      str = null;  // 转换为软引用
      System.gc(); // 垃圾回收器进行回收
   }

3. 弱引用
   如果一个对象只有弱引用，那么就类似可有可无的生活用品，当JVM进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。在java中，用java.lang.ref.WeakReference类来表示。
   弱引用和软引用的区别在于：弱引用的对象具有更短暂的生命周期。在垃圾回收时，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。
   

   WeakReference<String> sr = new WeakReference<String>(new String("hello"));
   System.out.println(sr.get());
   System.gc();                //手工模拟JVM的gc进行垃圾回收
   System.out.println(sr.get());

   

   这说明只要JVM进行垃圾回收，被弱引用关联的对象必定会被回收掉。

   public class ReferenceTest
   {
       private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>();
       private static LinkedList<WeakReference<VeryBig>> linkedList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();
   
       public static void main(String args[])
       {
           int size = 3;
   
           for(int i = 0; i < size; i++)
           {
               linkedList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));
           }
           System.out.println("第一个VeryBig对象："+linkedList.getFirst().get());
           System.gc();
           try
           { // 下面休息几分钟，让上面的垃圾回收线程运行完成
               TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
           }
           catch(InterruptedException e)
           {
               e.printStackTrace();
           }
           checkQueue();
           System.out.println("第一个VeryBig对象："+linkedList.getFirst().get());
       }
   
       /**
        * @Description: 查看ReferenceQueue是否存在对象
        * @author J·K
        * @date 2018/6/8 11:36
   
        */
       public static void checkQueue()
       {
           Reference<? extends VeryBig> ref = null;
           while((ref = rq.poll()) != null)
           {
               if(ref != null)
               {
                   System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);
               }
           }
       }
   }
   
   class VeryBig
   {
       public String id;
       byte[] b = new byte[2 * 1024];
   
       public VeryBig(String id)
       {
           this.id = id;
       }
   
       protected void finalize()
       {
           System.out.println("回收 VeryBig " + id);
       }
   }
   
   /**
    * @Description: 封装WeakReference
    * @author J·K
    * @date 2018/6/8 11:37
   
    */
   class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig>
   {
       public String id;
   
       public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq)
       {
           super(big, rq);
           this.id = big.id;
       }
   
       protected void finalize()
       {
           System.out.println("回收 VeryBigWeakReference " + id);
       }
   }

   第一个VeryBig对象：com.VeryBig@1540e19d
   回收 VeryBig Weak 2
   回收 VeryBig Weak 1
   回收 VeryBig Weak 0
   In queue: Weak 1
   In queue: Weak 2
   In queue: Weak 0
   第一个VeryBig对象：null

4. 虚引用
   “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。在java中用java.lang.ref.PhantomReference类表示。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。  虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。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。程序可以通过判断引用队列中是 否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。
   垃圾回收时回收，无法通过引用取到对象值，可以通过如下代码实现
   

           Object obj = new Object();
           ReferenceQueue<Object> rq = new ReferenceQueue<Object>();
           PhantomReference<Object> pf = new PhantomReference<Object>(obj,rq);
           obj=null;
           System.out.println(pf.get());//永远返回null
           System.out.println(pf.isEnqueued());//返回是否从内存中已经删除
           System.gc();
           TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
           System.out.println(pf.isEnqueued());

   null
   false
   true

 3，总结