Java中的四種引用類型

簡介

從JDK1.2版本開始，把對象的引用分為四種級別，從而使程序能更加靈活的控制對象的生命周期。這四種級別由高到低依次為：強引用、軟引用、弱引用和虛引用，下面分別介紹下這四種引用。

強引用

強引用是最常用的引用類型，如下所示，new Object()會創建一個Object對象並存儲在堆上，變量object存儲對該對象的強引用。

Object object = new Object();

強引用不會被垃圾回收，所以要想回收該對象，則應該將指向該對象的變量顯示設為null，這樣該對象就由強引用轉變為無引用了。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //強引用不會被垃圾回收
        ReferenceDemo referenceDemo = new ReferenceDemo();
        //強引用轉變為無引用，無引用可被垃圾回收
        referenceDemo = null;
        //觸發垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主線程，等待垃圾回收線程執行
        System.in.read();
    }

    //對象被回收之前調用
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("-----finalize-----");
    }
}

軟引用

軟引用是使用SoftReference創建的，在內存空間充足的情況下，軟引用不會被回收，而在內存空間不足虛擬機拋出OutOfMemoryError之前，軟引用將會被回收。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //創建ReferenceDemo對象的軟引用
        SoftReference<ReferenceDemo> softReference = new SoftReference<>(new ReferenceDemo());
        //觸發垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主線程，等待垃圾回收線程執行
        Thread.sleep(5000);
        //softReference.get()返回軟引用對象，如果對象已經被垃圾回收，則返回null
        System.out.println(softReference.get());

        //創建25M的字節數組
        byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 25];
        //內存已經不足，阻塞主線程，等待垃圾回收線程執行
        Thread.sleep(5000);
        //重新輸出軟引用對象
        System.out.println(softReference.get());
    }
}

/*
 * 輸出結果：
 * com.buhe.demo.demos.reference.ReferenceDemo@76fb509a
 * null
 */

注意：示例運行前需要設置堆內存大小為30M（-Xmx30m -Xms30m）。

用途：軟引用可以用於對內存空間敏感的緩存，緩存的對象一直保存，直到內存空間不足而被回收。

弱引用

弱引用是使用WeakReference創建的，在垃圾回收線程執行過程中，只要找到了弱引用，不管內存空間是否足夠，弱引用對象都將被回收。由於垃圾回收線程是一個優先級很低的線程，因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //創建ReferenceDemo的弱引用
        WeakReference<ReferenceDemo> weakReference = new WeakReference<>(new ReferenceDemo());
        //weakReference.get()返回弱引用對象，如果對象已經被垃圾回收，則返回null
        System.out.println(weakReference.get());

        //觸發垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主線程，等待垃圾回收線程執行
        Thread.sleep(3000);

        //重新輸出弱引用對象
        System.out.println(weakReference.get());
    }
}

/*
 * 輸出結果：
 * com.buhe.demo.demos.reference.ReferenceDemo@76fb509a
 * null
 */

用途：弱引用也可以用於緩存，可以參考WeakHashMap類。

虛引用

虛引用是使用PhantomReference創建的，它是所以引用類型中最弱的。虛引用對象和沒有引用的對象相同，可以在任何時候被垃圾回收，並且虛引用必須要與引用隊列一起使用。

當垃圾回收線程回收一個虛引用對象時，它將在垃圾回收后銷毀該對象，並將PhantomReference添加到引用隊列中。

示例：

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //創建引用隊列
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue();
        //創建ReferenceDemo的虛引用
        PhantomReference<ReferenceDemo> phantomReference = new PhantomReference<>(new ReferenceDemo(), referenceQueue);
        //phantomReference.get()總是返回null
        System.out.println("phantomReference.get():" + phantomReference.get());
        //輪詢此隊列，查看是否有可用的Reference對象，有則返回該對象，否則返回null
        System.out.println("referenceQueue.poll():" + referenceQueue.poll());

        //觸發垃圾回收
        System.gc();
        //阻塞主線程，等待垃圾回收線程執行
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("------垃圾回收之后------");

        System.out.println("phantomReference.get():" + phantomReference.get());
        System.out.println("referenceQueue.poll():" + referenceQueue.poll());
    }
}

/*
 * 輸出結果：
 * phantomReference.get():null
 * referenceQueue.poll():null
 * ------垃圾回收之后------
 * phantomReference.get():null
 * referenceQueue.poll():java.lang.ref.PhantomReference@76fb509a
 */

用途：虛引用可以用於精確的檢測對象何時從內存中刪除，通過檢查引用隊列來判斷對象是否已經被回收。