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一、前言
Java有四种引用类型：强引用、软引用、弱引用、虚引用，Java中默认声明的就是强引用，我们用的最多的也是强引用，这里会对每种引用关系做说明和演示。
- 提前准备一个
User类演示时需要使用
public class User {
private Long id;
}
二、Java 四种引用类型
强引用（StrongReference）
Java中默认声明的就是强引用，比如：
User user = new User(); // 创建一个User对象，使用强引用
System.gc(); // 手动触发GC
if(user == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + user);
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + user);
}
user = null; // 手动置null 取消引用
只要强引用存在，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足时，JVM也会直接抛出OutOfMemoryError，不会去回收。如果想中断强引用与对象之间的联系，可以显示的将强引用赋值为null，这样一来，JVM就可以适时的回收对象。
软引用（SoftReference）
如果一个对象只具有软引用，在内存空间足够的时候，就算手动触发垃圾回收，也是不会回收它的；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。
要模拟出这个效果需要在启动参数中设置堆内存大小：
-Xmx1M -Xms1M
SoftReference<User> softRef = new SoftReference(new User()); // 软引用
System.gc(); // 手动触发GC
if(softRef.get() == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + softRef.get());
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + softRef.get());
}
// 模拟内存溢出 这里创建1M的Byte数组
try {
Byte[] bytes = new Byte[1024 * 1024 * 1024];
}catch (OutOfMemoryError e){
e.printStackTrace();
}
if(softRef.get() == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + softRef.get());
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + softRef.get());
}
软引用可以结合ReferenceQueue来使用，当由于系统内存不足，导致软引用的对象被回收了，JVM会把这个软引用SoftReference对象加入到与之相关联的ReferenceQueue中，SoftReference 对象除了具有保存软引用的特殊性之外，也具有Java对象的一般性。所以，当软可及对象被回收之后，虽然这个 SoftReference 对象的get()方法返回 null，但这个 SoftReference 对象已经不再具有存在的价值，需要一个适当的清除机制，避免大量 SoftReference 对象带来的内存泄漏，使用 ReferenceQueue 清除失去了软引用对象SoftReference。
ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue(); // 引用队列
SoftReference<User> softRef = new SoftReference(new User(),referenceQueue); // 软引用
System.gc(); // 手动触发GC
if(softRef.get() == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + softRef.get());
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + softRef.get());
}
// 模拟内存溢出 这里创建1M的Byte数组
try {
Byte[] bytes = new Byte[1024 * 1024 * 1024];
}catch (OutOfMemoryError e){
e.printStackTrace();
}
if(softRef.get() == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + softRef.get());
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + softRef.get());
}
// 当软引用User对象被回收后 referenceQueue.poll() 能获取到软引用SoftReference对象
if(softRef == referenceQueue.poll()){
softRef = null;
}
弱引用（WeakReference）
只有弱引用的对象，当JVM触发gc时，就会回收该对象。与软引用不同的是，不管是否内存不足，弱引用都会被回收。弱引用也可以结合ReferenceQueue来使用，当由于系统触发gc，导致弱引用的对象被回收了，JVM会把这个弱引用WeakReference对象加入到与之相关联的ReferenceQueue中，不过由于垃圾收集器线程的优先级很低，所以弱引用不一定会被很快回收。
WeakReference<User> weakRef = new WeakReference(new User()); // 弱引用
if(weakRef.get() == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + weakRef.get());
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + weakRef.get());
}
System.gc(); // 手动触发GC
if(weakRef.get() == null){
System.out.println("user对象已经被GC回收 " + weakRef.get());
}else {
System.out.println("user对象没有被GC回收 " + weakRef.get());
}
虚引用（PhantomReference）
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。当垃圾回收器回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会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。如果程序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。由于Object.finalize()方法的不安全性、低效性，常常使用虚引用完成对象回收前的资源释放工作。
User user = new User(); //创建一个强引用对象
ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue(); // 引用队列
PhantomReference<User> phantomReference = new PhantomReference<>(user, referenceQueue); // 使用虚引用指向这个内存空间 并且绑定引用队列
System.out.println(phantomReference.get()); // 虚引用是获取不到引用值的 get方法返回的null
user = null; // 释放这个内存空间，此时只剩phantomReference通过虚引用指向它
System.gc(); // 手动触发GC
// 被清除的队列中取出被回收的对象
while (true) {
Reference<? extends User> poll = referenceQueue.poll();
if (poll!=null) {
System.out.println("虚引用对象被回收 处理其它逻辑");
return;
}
}
三、总结
Java的四种引用类型的级别由高到低依次为：强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用
| 级别 | 回收时机 | 用途 |
|---|---|---|
| 强引用 | 不会回收 | 所有的直接引用 |
| 软引用 | 内存不足时回收 | 联合ReferenceQueue构造有效期短/占内存大/生命周期长的对象的二级高速缓冲器(内存不足才清空) |
| 弱引用 | 垃圾回收时 | 联合ReferenceQueue构造有效期短/占内存大/生命周期长的对象的一级高速缓冲器(系统发生gc则清空) |
| 虚引用 | 垃圾回收时 | 联合ReferenceQueue来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动 |