Java基础－强引用、弱引用、软引用、虚引用

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-07-29 09:21 128阅读 0赞

转载请注明出处：[http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475][http_blog.csdn.net_mazhimazh_article_details_19752475]

1、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。如下：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  Object o=**new** Object();   //  强引用

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。如果不使用时，要通过如下方式来弱化引用，如下：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  o=**null**;     // 帮助垃圾收集器回收此对象

显式地设置o为null，或超出对象的生命周期范围，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。

举例：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **public** **void** test()\{  
2.      Object o=**new** Object();  
3.      // 省略其他操作  
4.  \}

在一个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o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。

强引用在实际中有非常重要的用处，举个ArrayList的实现源代码：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1. **private** **transient** Object\[\] elementData;  
2. **public** **void** clear() \{  
3.         modCount++;  
4.         // Let gc do its work  
5.         **for** (**int** i = 0; i < size; i++)  
6.             elementData\[i\] = **null**;  
7.         size = 0;  
8. \}

在ArrayList类中定义了一个私有的变量elementData数组，在调用方法清空数组时可以看到为每个数组内容赋值为null。不同于elementData=null，强引用仍然存在，避免在后续调用 add()等方法添加元素时进行重新的内存分配。 使用如clear()方法中释放内存的方法对数组中存放的引用类型特别适用，这样就可以及时释放内存。

2、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。

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1. String str=**new** String("abc");                                     // 强引用  
2. SoftReference<String> softRef=**new** SoftReference<String>(str);     // 软引用

当内存不足时，等价于：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  If(JVM.内存不足()) \{  
2.     str = **null**;  // 转换为软引用  
3.     System.gc(); // 垃圾回收器进行回收  
4.  \}

虚引用在实际中有重要的应用，例如浏览器的后退按钮。按后退时，这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？这就要看具体的实现策略了。

（1）如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收，则按后退查看前面浏览过的页面时，需要重新构建

（2）如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费，甚至会造成内存溢出

这时候就可以使用软引用

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  Browser prev = **new** Browser();               // 获取页面进行浏览  
2.  SoftReference sr = **new** SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用         
3.  **if**(sr.get()!=**null**)\{   
4.      rev = (Browser) sr.get();           // 还没有被回收器回收，直接获取  
5.  \}**else**\{  
6.      prev = **new** Browser();               // 由于内存吃紧，所以对软引用的对象回收了  
7.      sr = **new** SoftReference(prev);       // 重新构建  
8.  \}

这样就很好的解决了实际的问题。

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。

3、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。

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1. String str=**new** String("abc");      
2. WeakReference<String> abcWeakRef = **new** WeakReference<String>(str);  
3. str=**null**;

当垃圾回收器进行扫描回收时等价于：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  str = **null**;  
2.  System.gc();

如果这个对象是偶尔的使用，并且希望在使用时随时就能获取到，但又不想影响此对象的垃圾收集，那么你应该用 Weak Reference 来记住此对象。

下面的代码会让str再次变为一个强引用：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  String  abc = abcWeakRef.get();

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。

当你想引用一个对象，但是这个对象有自己的生命周期，你不想介入这个对象的生命周期，这时候你就是用弱引用。

这个引用不会在对象的垃圾回收判断中产生任何附加的影响。

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1. **public** **class** ReferenceTest \{  
2.   
3.     **private** **static** ReferenceQueue<VeryBig> rq = **new** ReferenceQueue<VeryBig>();  
4.   
5.     **public** **static** **void** checkQueue() \{  
6.         Reference<? **extends** VeryBig> ref = **null**;  
7.         **while** ((ref = rq.poll()) != **null**) \{  
8.             **if** (ref != **null**) \{  
9.                 System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);  
10.             \}  
11.         \}  
12.     \}  
13.   
14.     **public** **static** **void** main(String args\[\]) \{  
15.         **int** size = 3;  
16.         LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = **new** LinkedList<WeakReference<VeryBig>>();  
17.         **for** (**int** i = 0; i < size; i++) \{  
18.             weakList.add(**new** VeryBigWeakReference(**new** VeryBig("Weak " + i), rq));  
19.             System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast());  
20.   
21.         \}  
22.   
23.         System.gc();   
24.         **try** \{ // 下面休息几分钟，让上面的垃圾回收线程运行完成  
25.             Thread.currentThread().sleep(6000);  
26.         \} **catch** (InterruptedException e) \{  
27.             e.printStackTrace();  
28.         \}  
29.         checkQueue();  
30.     \}  
31. \}  
32.   
33. **class** VeryBig \{  
34.     **public** String id;  
35.     // 占用空间,让线程进行回收  
36.     **byte**\[\] b = **new** **byte**\[2 \* 1024\];  
37.   
38.     **public** VeryBig(String id) \{  
39.         **this**.id = id;  
40.     \}  
41.   
42.     **protected** **void** finalize() \{  
43.         System.out.println("Finalizing VeryBig " + id);  
44.     \}  
45. \}  
46.   
47. **class** VeryBigWeakReference **extends** WeakReference<VeryBig> \{  
48.     **public** String id;  
49.   
50.     **public** VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) \{  
51.         **super**(big, rq);  
52.         **this**.id = big.id;  
53.     \}  
54.   
55.     **protected** **void** finalize() \{  
56.         System.out.println("Finalizing VeryBigWeakReference " + id);  
57.     \}  
58. \}

最后的输出结果为：

**\[java\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@1641c0  
2.  Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@136ab79  
3.  Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@33c1aa  
4.  Finalizing VeryBig Weak 2  
5.  Finalizing VeryBig Weak 1  
6.  Finalizing VeryBig Weak 0  
7.  In queue: Weak 1  
8.  In queue: Weak 2  
9.  In queue: Weak 0

4、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。

5、总结

Java4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**

通过图来看一下他们之间在垃圾回收时的区别：

![Center][]

当垃圾回收器回收时，某些对象会被回收，某些不会被回收。垃圾回收器会从根对象Object来标记存活的对象，然后将某些不可达的对象和一些引用的对象进行回收，如果对这方面不是很了解，可以参考如下的文章：

传送门：Java内存管理  [http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/category/1907599][http_blog.csdn.net_mazhimazh_article_category_1907599]

通过表格来说明一下，如下：

<table style="line-height:26px; font-size:13px; border-collapse:collapse; margin-top:10px; margin-bottom:10px; color:rgb(0,0,102); font-family:verdana,arial,helvetica,sans-serif"> 
 <tbody style="background-color:inherit"> 
 <tr style="background-color:inherit"> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 引用类型 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 被垃圾回收时间 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> &nbsp; &nbsp;用途 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> &nbsp; &nbsp;生存时间 </td> 
 </tr> 
 <tr style="background-color:inherit"> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 强引用 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 从来不会 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 对象的一般状态 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> JVM停止运行时终止 </td> 
 </tr> 
 <tr style="background-color:inherit"> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 软引用 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 在内存不足时 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 对象缓存 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 内存不足时终止 </td> 
 </tr> 
 <tr style="background-color:inherit"> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 弱引用 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 在垃圾回收时 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 对象缓存 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> gc运行后终止 </td> 
 </tr> 
 <tr style="background-color:inherit"> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> 虚引用 </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> Unknown </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> Unknown </td> 
 <td style="word-break:break-all; border:1px solid rgb(153,153,153); padding:5px 10px; height:31px; background-color:inherit"> Unknown </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

参考文献：

1、[http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3154474.html][http_www.cnblogs.com_skywang12345_p_3154474.html]

2、[http://blog.csdn.net/lifetragedy?viewmode=contents][http_blog.csdn.net_lifetragedy_viewmode_contents]

[http_blog.csdn.net_mazhimazh_article_details_19752475]: http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475
[view plain]: http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475#
[CODE]: https://code.csdn.net/assets/CODE_ico.png
[CODE_CODE]: https://code.csdn.net/snippets/200369
[ico_fork.svg]: https://code.csdn.net/assets/ico_fork.svg
[ico_fork.svg 1]: https://code.csdn.net/snippets/200369/fork
[Center]: /images/20220728/4bbd3c4d8f304031bc9f10364fa26117.png
[http_blog.csdn.net_mazhimazh_article_category_1907599]: http://blog.csdn.net/mazhimazh/article/category/1907599
[http_www.cnblogs.com_skywang12345_p_3154474.html]: http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3154474.html
[http_blog.csdn.net_lifetragedy_viewmode_contents]: http://blog.csdn.net/lifetragedy?viewmode=contents