引用类型有哪几种，Java引用类型详解-励北网

引用类型有哪几种，Java引用类型详解

引用类型有哪几种，Java引用类型详解

在Java中一切皆对象，对象的操作是通过该对象的引用（Reference）实现的

Java中的引用类型有4种，分别是强引用、软引用、弱引用和虚引用（强、软、弱、虚）

一、整体架构

二、强引用（默认）

Java中最常见的就是强引用，在把一个对象赋给一个引用变量时，这个引用变量就是一个强引用（Object obj = new Object()，obj就是一个强引用，obj在栈中，new Object()在堆中）

有强引用的对象一定为可达性状态

即便系统内存非常紧张，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError（OOM）错误，使程序异常终止，也不会回收被强引用所引用的对象

强引用不会被垃圾回收机制直接回收，需要处理，因此强引用是造成内存泄露的主要原因

如果强引用对象不使用时，需要弱化从而使垃圾回收器能够回收，弱化的方式就是给引用变量赋为null，让其超出对象的生命周期范围，则垃圾回收器认为该对象不存在引用，这时就可以回收这个对象，具体什么时候收集取决于垃圾回收器算法

1、使用

public class StronglyReferenceTest { public static void main(String[] args) throws IOException { // obj1、obj2存放在栈中 Object obj1 = new Object(); Object obj2 = obj1; obj1 = null; System.gc(); // obj1为null被回收，但new Object()还是存放在堆中，被obj2强引用 System.out.println(obj1); // 不会被垃圾回收 System.out.println(obj2); // 阻塞main线程，给垃圾回收线程一点时间去执行 System.in.read(); } }

2、补充finalize()

finalize()是Object中的方法，当垃圾回收器将要回收对象所占内存之前被调用，即当一个对象被JVM宣告死亡时会先调用它finalize()方法

Java使用finalize()方法在垃圾回收器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作

3、注意

（1）全局变量和局部变量

在一个方法的内部有一个强引用，这个引用保存在Java栈中，而真正的引用内容（Object）保存在Java堆中，当这个方法运行完成后，就会退出方法栈，则引用对象的引用数为0，这个对象会被回收

但是如果这个强引用是全局变量时，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

（2）内存溢出和内存泄漏

内存溢出 OutOfMemory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现OutOfMemoryError比如申请了一个Integer，但给它存了long才能存下的数，那就是内存溢出（强引用引发的错误）

内存泄露 MemoryLeak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间（强引用导致的结果）

大量的内存泄露会导致内存溢出（OOM）

（3）回收问题

对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要超过了引用的作用域或者显示地将相应强引用赋值给null，一般认为就是可以被垃圾回收器收集了，具体还需要看垃圾回收的策略

三、软引用

软引用通过SoftReference类实现，如果一个对象只有软引用，则在系统内存空间不足时该对象将被回收

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

1、使用

JVM配置：-Xms10M -Xmx25M -XX:+PrintGCDetails

import java.lang.ref.SoftReference; public class SoftReferenceTest { public static void main(String[] args) { // 10M SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<>(new byte[1024 * 1024 * 10]); System.out.println(softReference.get()); // 手动回收 System.gc(); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 执行手动回收后，并没有回收 System.out.println(softReference.get()); // 15M 导致内存不足自动回收 byte[] b = new byte[1024 * 1024 * 15]; System.out.println(softReference.get()); } }

2、缓存设计思路

用图片缓存为例，用一个HashMap来保存图片的路径和相应图片对象关联的软引用之间的映射关系，在内存不足时，JVM会自动回收这些缓存图片对象所占用的内存空间，从而有效地避免了OOM的问题

Map<String, SoftReference<Bitmap>> imageCache = new HashMap<>();

四、弱引用

弱引用通过WeekReference类实现，如果一个对象只有弱引用，则在垃圾回收过程中一定会被回收，也就是不管JVM的内存空间是否足够，都会回收弱引用类型的对象所占用的内存空间

弱引用的生命周期比软引用的生命周期更短

1、使用

import java.lang.ref.WeakReference; public class WeakReferenceTest { public static void main(String[] args) { WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<>(new Object()); System.out.println(weakReference.get()); System.gc(); // null System.out.println(weakReference.get()); } }

2、ThreadLocal

Java里，每个线程（Thread）都有自己的ThreadLocalMap，里边存着自己私有的对象

Map的Entry里，key为ThreadLocal对象，value即为私有对象

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } }

每个Thread内部都维护一个ThreadLocalMap字典数据结构，字典的Key值是ThreadLocal，那么当某个ThreadLocal对象不再使用（没有其它地方再引用）时，每个已经关联了此ThreadLocal的线程怎么在其内部的ThreadLocalMap里做清除此资源呢？

JDK中的ThreadLocalMap没有继承java.util.Map类，而是自己实现了一套专门用来定时清理无效资源的字典结构

其内部存储实体结构Entry<ThreadLocal, T>继承自java.lan.ref.WeakReference，这样当ThreadLocal不再被引用时，因为弱引用机制原因，当JVM发现内存不足时，会自动回收弱引用指向的实例内存，即其线程内部的ThreadLocalMap会释放其对ThreadLocal的引用从而让JVM回收ThreadLocal对象

这里是重点强调下，是回收对ThreadLocal对象，而非整个Entry，所以线程变量中的值T对象还是在内存中存在的，所以内存泄漏的问题还没有完全解决

调用ThreadLocal.get()或者ThreadLocal.set(T)时都会定期执行回收无效的Entry操作

3、WeakHashMap

import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.WeakHashMap; public class WeakHashMapTest { public static void main(String[] args) { Map<Integer, String> hashMap =new HashMap<>(); Integer key1 = new Integer("1"); String value1 = "HashMap"; hashMap.put(key1, value1); System.out.println(hashMap); key1 = null; // 只跟new Integer("1")有关，跟Map无关系，不影响 HashMap System.out.println(hashMap); System.gc(); // 不影响 HashMap System.out.println(hashMap); System.out.println("----------"); Map<Integer, String> weakHashMap =new WeakHashMap<>(); Integer key2 = new Integer("2"); String value2 = "WeakHashMap"; weakHashMap.put(key2, value2); System.out.println(weakHashMap); key2 = null; // 只跟new Integer("2")有关，跟Map无关系，不影响 WeakHashMap System.out.println(weakHashMap); System.gc(); // 影响 WeakHashMap System.out.println(weakHashMap); } }

4、ReferenceQueue

import java.lang.ref.ReferenceQueue; import java.lang.ref.WeakReference; public class ReferenceQueueTest { public static void main(String[] args) { Object obj = new Object(); ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>(); WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<>(obj, referenceQueue); System.out.println(obj); System.out.println(weakReference.get()); System.out.println(referenceQueue.poll()); // null System.out.println("----------"); obj = null; System.gc(); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(obj); // null System.out.println(weakReference.get()); // null System.out.println(referenceQueue.poll()); } }

五、虚引用

与其他三种引用都不同，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回收

PhantomReference的get方法总是返回null，因此无法访问对应的引用对象，它的意义在于说明一个对象已经进入finalization阶段，可以被垃圾回收器回收，用来实现比finalization机制更灵活的回收操作

虚引用通过PhantomReference类实现，虚引用和引用队列联合使用

虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。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

设置虚引用关联的唯一目的就是在这个对象被回收的时候，收到一个系统通知或者后续添加进一步的处理

Object object = new Object(); ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue (); PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue);

六、总结

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

引用类型	被垃圾回收时间	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	当内存不足时	对象缓存	内存不足时终止
弱引用	正常垃圾回收时	对象缓存	垃圾回收后终止
虚引用	正常垃圾回收时	跟踪对象的垃圾回收	垃圾回收后终止