強引用(StrongReference)
強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用,那垃圾回收器絕不會回收它。如下:
Object o=new Object(); // 強引用
當內(nèi)存空間不足,Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤,使程序異常終止,也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題。如果不使用時,要通過如下方式來弱化引用,如下:
o=null; // 幫助垃圾收集器回收此對象
顯式地設(shè)置o為null,或超出對象的生命周期范圍,則gc認為該對象不存在引用,這時就可以回收這個對象。具體什么時候收集這要取決于gc的算法。
舉例:
public void test(){
Object o=new Object();
// 省略其他操作
}
在一個方法的內(nèi)部有一個強引用,這個引用保存在棧中,而真正的引用內(nèi)容(Object)保存在堆中。當這個方法運行完成后就會退出方法棧,則引用內(nèi)容的引用不存在,這個Object會被回收。
但是如果這個o是全局的變量時,就需要在不用這個對象時賦值為null,因為強引用不會被垃圾回收。
軟引用(SoftReference)
如果一個對象只具有軟引用,則內(nèi)存空間足夠,垃圾回收器就不會回收它;如果內(nèi)存空間不足了,就會回收這些對象的內(nèi)存。只要垃圾回收器沒有回收它,該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。
舉例:
String str=new String("abc"); // 強引用
SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str); // 軟引用
當內(nèi)存不足時,等價于:
If(JVM.內(nèi)存不足()) {
str = null; // 轉(zhuǎn)換為軟引用
System.gc(); // 垃圾回收器進行回收
}
軟引用在實際中有重要的應用,例如瀏覽器的后退按鈕。按后退時,這個后退時顯示的網(wǎng)頁內(nèi)容是重新進行請求還是從緩存中取出呢?這就要看具體的實現(xiàn)策略了。
(1)如果一個網(wǎng)頁在瀏覽結(jié)束時就進行內(nèi)容的回收,則按后退查看前面瀏覽過的頁面時,需要重新構(gòu)建
(2)如果將瀏覽過的網(wǎng)頁存儲到內(nèi)存中會造成內(nèi)存的大量浪費,甚至會造成內(nèi)存溢出這時候就可以使用軟引用
Browser prev = new Browser(); // 獲取頁面進行瀏覽
SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 瀏覽完畢后置為軟引用
if(sr.get()!=null){
rev = (Browser) sr.get(); // 還沒有被回收器回收,直接獲取
}else{
prev = new Browser(); // 由于內(nèi)存吃緊,所以對軟引用的對象回收了
sr = new SoftReference(prev); // 重新構(gòu)建
}
軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯(lián)合使用,如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收,Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊列中
弱引用(WeakReference)
what?
弱引用與軟引用的區(qū)別在于:只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內(nèi)存區(qū)域的過程中,一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象,不管當前內(nèi)存空間足夠與否,都會回收它的內(nèi)存。不過,由于垃圾回收器是一個優(yōu)先級很低的線程,因此不一定會很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對象。
String str=new String("abc");
WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str);
str=null;
當垃圾回收器進行掃描回收時等價于:
str = null;
System.gc();
如果這個對象是偶爾的使用,并且希望在使用時隨時就能獲取到,但又不想影響此對象的垃圾收集,那么你應該用 Weak Reference 來記住此對象。
弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯(lián)合使用,如果弱引用所引用的對象被垃圾回收,Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊列中。
為什么引入?
考慮下面的場景:現(xiàn)在有一個Product類代表一種產(chǎn)品,這個類被設(shè)計為不可擴展的,而此時我們想要為每個產(chǎn)品增加一個編號。一種解決方案是使用HashMap<Product, Integer>。于是問題來了,如果我們已經(jīng)不再需要一個Product對象存在于內(nèi)存中(比如已經(jīng)賣出了這件產(chǎn)品),假設(shè)指向它的引用為productA,我們這時會給productA賦值為null,然而這時productA過去指向的Product對象并不會被回收,因為它顯然還被HashMap引用著。所以這種情況下,我們想要真正的回收一個Product對象,僅僅把它的強引用賦值為null是不夠的,還要把相應的條目從HashMap中移除。顯然“從HashMap中移除不再需要的條目”這個工作我們不想自己完成,我們希望告訴垃圾收集器:在只有HashMap中的key在引用著Product對象的情況下,就可以回收相應Product對象了。顯然,根據(jù)前面弱引用的定義,使用弱引用能幫助我們達成這個目的。我們只需要用一個指向Product對象的弱引用對象來作為HashMap中的key就可以了。
如何使用
拿上面介紹的場景舉例,我們使用一個指向Product對象的弱引用對象來作為HashMap的key,只需這樣定義這個弱引用對象:
Product productA = new Product(...);
WeakReference<Product> weakProductA = new WeakReference<>(productA);
現(xiàn)在,若引用對象weakProductA就指向了Product對象productA。那么我們怎么通過weakProduct獲取它所指向的Product對象productA呢?很簡單,只需要下面這句代碼:
Product product = weakProductA.get();
實際上,對于這種情況,Java類庫為我們提供了WeakHashMap類,使用和這個類,它的鍵自然就是弱引用對象,無需我們再手動包裝原始對象。這樣一來,當productA變?yōu)閚ull時(表明它所引用的Product已經(jīng)無需存在于內(nèi)存中),這時指向這個Product對象的就是由弱引用對象weakProductA了,那么顯然這時候相應的Product對象時弱可達的,所以指向它的弱引用會被清除,這個Product對象隨即會被回收,指向它的弱引用對象會進入引用隊列中。
虛引用(PhantomReference)
what?
“虛引用”顧名思義,就是形同虛設(shè),與其他幾種引用都不同,虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用,那么它就和沒有任何引用一樣,在任何時候都可能被垃圾回收器回收。
作用
虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區(qū)別在于:虛引用必須和引用隊列 (ReferenceQueue)聯(lián)合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時,如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用,就會在回收對象的內(nèi)存之前,把這個虛引用加入到與之 關(guān)聯(lián)的引用隊列中。
總結(jié)
java4種引用的級別由高到低依次為:
強引用 > 軟引用 > 弱引用 > 虛引用

其中,軟引用和弱引用可以和ReferenceQueue一起使用,可以參考文章ReferenceQueue的使用
下面通過表格總結(jié)一下:
| 引用類型 | 被垃圾回收時間 | 用途 | 生存時間 |
|---|---|---|---|
| 強引用 | 從來不會 | 對象的一般狀態(tài) | JVM停止運行時終止 |
| 軟引用 | 在內(nèi)存不足時 | 對象緩存 | 內(nèi)存不足時終止 |
| 弱引用 | 在垃圾回收時 | 對象緩存 | gc運行后終止 |
| 虛引用 | Unknown | Unknown | Unknown |