Java强引用、软引用、弱引用、幻象引用详解

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在Java中，除了原始数据类型的变量，其他所有都属于引用类型、指向各种不同的对象。

引用包含4种不同的类型：强引用、软引用、弱引用、幻象引用；不同的引用类型，主要体现的是对象不同的可达性状态和对垃圾回收的影响。

强引用

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。

软引用

软引用是用来描述一些有用但并不是必需的对象，在Java中用java.lang.ref.SoftReference类来表示。对于软引用关联着的对象，只有在内存不足的时候JVM才会回收该对象。因此，这一点可以很好地用来解决OOM的问题，并且这个特性很适合用来实现缓存：比如网页缓存、图片缓存等。

弱引用

弱引用也是用来描述非必需对象的，当JVM进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。在java中，用java.lang.ref.WeakReference类来表示。

幻象引用

和前面的软引用、弱引用不同，它并不影响对象的生命周期。在java中用java.lang.ref.PhantomReference类表示。如果一个对象与幻象引用关联，则跟没有引用与之关联一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。幻象引用必须和引用队列关联使用，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有幻象引用，就会把这个幻象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幻象引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个幻象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。

 

验证

设置堆大小（新生代≈10M，老年代≈10M）

1	-Xms20m -Xmx20m -XX:NewRatio=1

 

MyObj：

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public class MyObj {           public MyObj() {         System.out.println("对象" + this + "创建");     }           /**      * 重写finalize方法，在对象被gc的时候打印日志      * @throws Throwable      */     @Override     protected void finalize() throws Throwable {         super.finalize();         System.out.println(this + " is gc");     }   }

1、强引用

1.1 

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@Test public void test01() {     MyObj obj = new MyObj();     // new一个20M的byte数组，使堆空间不足，进而触发gc     byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 20]; }

1 2	对象com.test.MyObj@4e9ba398创建 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

分析：对于强引用对象，即使堆空间不足的时候也不会被垃圾回收。

1.2 

1 2 3 4 5 6 7

@Test public void test01() {     MyObj obj = new MyObj();     obj = null;     // new一个20M的byte数组，使堆空间不足，进而触发gc     byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 20]; }

1 2 3

对象com.test.MyObj@4e9ba398创建 com.test.MyObj@4e9ba398 is gc java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

分析：将强引用置为null后，gc的时候才会被回收。

2、软引用

2.1 

1 2 3 4 5 6 7 8

@Test public void test01() {     SoftReference<MyObj> softReference = new SoftReference<MyObj>(new MyObj());     System.out.println("堆空间充足的时候主动触发gc");     System.gc();     System.out.println("new一个20M的byte数组，使堆空间不足，进而触发gc");     byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 20]; }

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对象com.test.MyObj@4e9ba398创建 堆空间充足的时候主动触发gc new一个20M的byte数组，使堆空间不足，进而触发gc com.test.MyObj@4e9ba398 is gc java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

分析：可以明显看到在堆空间充足的时候，jvm不会回收软引用对象，软引用对象只有在堆空间不足的时候才会被回收。

2.2 结合ReferenceQueue使用

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ReferenceQueue<MyObj> queue = new ReferenceQueue(); MyObj obj = new MyObj(); // 在obj被jvm回收的时候，相应的reference对象（softReference）会被放到queue里 SoftReference<MyObj> softReference = new SoftReference<MyObj>(obj, queue);

3、弱引用

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@Test public void test01() {     WeakReference<MyObj> weakReference = new WeakReference<MyObj>(new MyObj());     System.out.println("堆空间充足的时候主动触发gc");     System.gc(); }

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对象com.test.MyObj@4e9ba398创建 堆空间充足的时候主动触发gc com.test.MyObj@4e9ba398 is gc

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@Test public void test01() {     WeakReference<MyObj> weakReference = new WeakReference<MyObj>(new MyObj());     System.out.println("new一个20M的byte数组，使堆空间不足，进而触发gc");     byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 20]; }

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对象com.test.MyObj@4e9ba398创建 new一个20M的byte数组，使堆空间不足，进而触发gc com.test.MyObj@4e9ba398 is gc java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

分析：对于弱引用对象，无论堆内存是否充足，只要发生gc，弱引用对象都会被回收。

弱引用也可以结合ReferenceQueue来使用，在弱引用对象被回收的时候，其对应的reference对象会被放入queue中。