Java引用总结--StrongReference、SoftReference、WeakReference、PhantomReference
1 Java引用介绍
Java从1.2版本开始引入了4种引用，这4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
⑴强引用（StrongReference）
强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那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的问题。
⑵软引用（SoftReference）
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。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器回收，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。
⑶弱引用（WeakReference）
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。
⑷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器回收。
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。
由于引用和内存回收关系紧密。下面，先通过实例对内存回收有个认识；然后，进一步通过引用实例加深对引用的了解。
2 内存回收
创建公共类MyDate，它的作用是覆盖finalize()函数：在finalize()中输出打印信息，方便追踪。
说明：finalize()函数是在JVM回收内存时执行的，但JVM并不保证在回收内存时一定会调用finalize()。
MyDate代码如下：
package com.skywang.java;
import java.util.Date;
public class MyDate extends Date {
/** Creates a new instance of MyDate */
public MyDate() {
}
// 覆盖finalize()方法
protected void finalize() throws Throwable {
super.finalize();
System.out.println("obj [Date: " + this.getTime() + "] is gc");
}
public String toString() {
return "Date: " + this.getTime();
}
}
在这个类中，对java.util.Date类进行了扩展，并重写了finalize()和toString()方法。
创建公共类ReferenceTest，它的作用是定义一个方法drainMemory()：消耗大量内存，以此来引发JVM回收内存。
ReferenceTest代码如下：
package com.skywang.java;
public class ReferenceTest {
/** Creates a new instance of ReferenceTest */
public ReferenceTest() {
}
// 消耗大量内存
public static void drainMemory() {
String[] array = new String[1024 * 10];
for(int i = 0; i < 1024 * 10; i++) {
for(int j = 'a'; j <= 'z'; j++) {
array[i] += (char)j;
}
}
}
}
在这个类中定义了一个静态方法drainMemory()，此方法旨在消耗大量的内存，促使JVM运行垃圾回收。
有了上面两个公共类之后，我们即可测试JVM什么时候进行垃圾回收。下面分3种情况进行测试：
情况1：清除对象
实现代码：
package com.skywang.java;
public class NoGarbageRetrieve {
public static void main(String[] args) {
MyDate date = new MyDate();
date = null;
}
}
运行结果：
<无任何输出>
结果分析：date虽然设为null，但由于JVM没有执行垃圾回收操作，MyDate的finalize()方法没有被运行。
情况2：显式调用垃圾回收
实现代码：
package com.skywang.java;
public class ExplicitGarbageRetrieve {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
MyDate date = new MyDate();
date = null;
System.gc();
}
}
运行结果：
obj [Date: 1372137067328] is gc
结果分析：调用了System.gc()，使JVM运行垃圾回收，MyDate的finalize()方法被运行。
情况3：隐式调用垃圾回收
实现代码：
package com.skywang.java;
public class ImplicitGarbageRetrieve {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
MyDate date = new MyDate();
date = null;
ReferenceTest.drainMemory();
}
}
运行结果：
obj [Date: 1372137171965] is gc
结果分析：虽然没有显式调用垃圾回收方法System.gc()，但是由于运行了耗费大量内存的方法，触发JVM进行垃圾回收。
总结：JVM的垃圾回收机制，在内存充足的情况下，除非你显式调用System.gc()，否则它不会进行垃圾回收；在内存不足的情况下，垃圾回收将自动运行
3、Java对引用的分类
3.1 强引用
实例代码：
package com.skywang.java;
public class StrongReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
MyDate date = new MyDate();
System.gc();
}
}
运行结果：
<无任何输出>
结果说明：即使显式调用了垃圾回收，但是用于date是强引用，date没有被回收。
3.2 软引用
实例代码：
package com.skywang.java;
import java.lang.ref.SoftReference;
public class SoftReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
ReferenceTest.drainMemory();
}
}
运行结果：
<无任何输出>
结果说明：在内存不足时，软引用被终止。软引用被禁止时，
SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
ReferenceTest.drainMemory();
等价于
MyDate date = new MyDate();
// 由JVM决定运行
If(JVM.内存不足()) {
date = null;
System.gc();
}
3.3 弱引用
示例代码：
package com.skywang.java;
import java.lang.ref.WeakReference;
public class WeakReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
System.gc();
}
}
运行结果：
obj [Date: 1372142034360] is gc
结果说明：在JVM垃圾回收运行时，弱引用被终止.
WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
System.gc();
等同于：
MyDate date = new MyDate();
// 垃圾回收
If(JVM.内存不足()) {
date = null;
System.gc();
}
3. 4 假象引用
示例代码：
package com.skywang.java; import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.PhantomReference; public class PhantomReferenceTest { public static void main(String[] args) {
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
System.gc();
}
}
运行结果：
obj [Date: 1372142282558] is gc
结果说明：假象引用，在实例化后，就被终止了。
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
System.gc();
等同于：
MyDate date = new MyDate();
date = null;
可以用以下表格总结上面的内容：
|
级别 |
什么时候被垃圾回收 |
用途 |
生存时间 |
|
强引用 |
从来不会 |
对象的一般状态 |
JVM停止运行时终止 |
|
软引用 |
在内存不足时 |
对象简单？缓存 |
内存不足时终止 |
|
弱引用 |
在垃圾回收时 |
对象缓存 |
gc运行后终止 |
|
虚引用 |
Unknown |
Unknown |
Unknown |
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