Java中的四种引用类型

简介

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，下面分别介绍下这四种引用。

强引用

强引用是最常用的引用类型，如下所示，new Object()会创建一个Object对象并存储在堆上，变量object存储对该对象的强引用。

Object object = new Object();

强引用不会被垃圾回收，所以要想回收该对象，则应该将指向该对象的变量显示设为null，这样该对象就由强引用转变为无引用了。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //强引用不会被垃圾回收
        ReferenceDemo referenceDemo = new ReferenceDemo();
        //强引用转变为无引用，无引用可被垃圾回收
        referenceDemo = null;
        //触发垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主线程，等待垃圾回收线程执行
        System.in.read();
    }

    //对象被回收之前调用
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("-----finalize-----");
    }
}

软引用

软引用是使用SoftReference创建的，在内存空间充足的情况下，软引用不会被回收，而在内存空间不足虚拟机抛出OutOfMemoryError之前，软引用将会被回收。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //创建ReferenceDemo对象的软引用
        SoftReference<ReferenceDemo> softReference = new SoftReference<>(new ReferenceDemo());
        //触发垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主线程，等待垃圾回收线程执行
        Thread.sleep(5000);
        //softReference.get()返回软引用对象，如果对象已经被垃圾回收，则返回null
        System.out.println(softReference.get());

        //创建25M的字节数组
        byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 25];
        //内存已经不足，阻塞主线程，等待垃圾回收线程执行
        Thread.sleep(5000);
        //重新输出软引用对象
        System.out.println(softReference.get());
    }
}

/*
 * 输出结果：
 * com.buhe.demo.demos.reference.ReferenceDemo@76fb509a
 * null
 */

注意：示例运行前需要设置堆内存大小为30M（-Xmx30m -Xms30m）。

用途：软引用可以用于对内存空间敏感的缓存，缓存的对象一直保存，直到内存空间不足而被回收。

弱引用

弱引用是使用WeakReference创建的，在垃圾回收线程执行过程中，只要找到了弱引用，不管内存空间是否足够，弱引用对象都将被回收。由于垃圾回收线程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。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //创建ReferenceDemo的弱引用
        WeakReference<ReferenceDemo> weakReference = new WeakReference<>(new ReferenceDemo());
        //weakReference.get()返回弱引用对象，如果对象已经被垃圾回收，则返回null
        System.out.println(weakReference.get());

        //触发垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主线程，等待垃圾回收线程执行
        Thread.sleep(3000);

        //重新输出弱引用对象
        System.out.println(weakReference.get());
    }
}

/*
 * 输出结果：
 * com.buhe.demo.demos.reference.ReferenceDemo@76fb509a
 * null
 */

用途：弱引用也可以用于缓存，可以参考WeakHashMap类。

虚引用

虚引用是使用PhantomReference创建的，它是所以引用类型中最弱的。虚引用对象和没有引用的对象相同，可以在任何时候被垃圾回收，并且虚引用必须要与引用队列一起使用。

当垃圾回收线程回收一个虚引用对象时，它将在垃圾回收后销毁该对象，并将PhantomReference添加到引用队列中。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //创建引用队列
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue();
        //创建ReferenceDemo的虚引用
        PhantomReference<ReferenceDemo> phantomReference = new PhantomReference<>(new ReferenceDemo(), referenceQueue);
        //phantomReference.get()总是返回null
        System.out.println("phantomReference.get():" + phantomReference.get());
        //轮询此队列，查看是否有可用的Reference对象，有则返回该对象，否则返回null
        System.out.println("referenceQueue.poll():" + referenceQueue.poll());

        //触发垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主线程，等待垃圾回收线程执行
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("------垃圾回收之后------");

        System.out.println("phantomReference.get():" + phantomReference.get());
        System.out.println("referenceQueue.poll():" + referenceQueue.poll());
    }
}

/*
 * 输出结果：
 * phantomReference.get():null
 * referenceQueue.poll():null
 * ------垃圾回收之后------
 * phantomReference.get():null
 * referenceQueue.poll():java.lang.ref.PhantomReference@76fb509a
 */

用途：虚引用可以用于精确的检测对象何时从内存中删除，通过检查引用队列来判断对象是否已经被回收。