Java中三个引用类SoftReference 、 WeakReference 和 PhantomReference的区别

来源：互联网发布：音乐播放设备知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/29 19:34

本文将谈一下对SoftReference(软引用)、WeakReference(弱引用)和PhantomRefrence(虚引用)的理解,这三个类是对heap中java对象的应用，通过这个三个类可以和gc做简单的交互。

强引用：

除了上面提到的三个引用之外,还有一个引用,也就是最长用到的那就是强引用.

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。

例如：

Java代码
1.Object o=new Object();
2.Object o1=o;

上面代码中第一句是在heap堆中创建新的Object对象通过o引用这个对象，第二句是通过o建立o1到new Object()这个heap堆中的对象的引用，这两个引用都是强引用.只要存在对heap中对象的引用，gc就不会收集该对象.如果通过如下代码：

Java代码
1.o=null;
2.o1=null;

如果显式地设置o和o1为null，或超出范围，则gc认为该对象不存在引用，这时就可以收集它了。可以收集并不等于就一会被收集，什么时候收集这要取决于gc的算法，这要就带来很多不确定性。例如你就想指定一个对象，希望下次gc运行时把它收集了，那就没办法了，有了其他的三种引用就可以做到了。其他三种引用在不妨碍gc收集的情况下，可以做简单的交互。

heap中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱、和虚。对于对象是属于哪种可及的对象，由他的最强的引用决定。如下：

Java代码
1.String abc=new String("abc");  //1
2.SoftReference<String> abcSoftRef=new SoftReference<String>(abc);  //2
3.WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(abc); //3
4.abc=null; //4
5.abcSoftRef.clear();//5

上面的代码中：
    第一行在heap对中创建内容为“abc”的对象，并建立abc到该对象的强引用,该对象是强可及的。
    第二行和第三行分别建立对heap中对象的软引用和弱引用，此时heap中的对象仍是强可及的。
    第四行之后heap中对象不再是强可及的，变成软可及的。同样第五行执行之后变成弱可及的。

SoftReference(软引用)

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。软引用是主要用于内存敏感的高速缓存。

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。

当gc决定要收集软引用是执行以下过程,以上面的abcSoftRef为例：

    1 首先将abcSoftRef的referent设置为null，不再引用heap中的new String("abc")对象。
    2 将heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable)。
    3 当heap中的new String("abc")对象的finalize()方法被运行而且该对象占用的内存被释放， abcSoftRef被添加到它的ReferenceQueue中。

被Soft Reference指到的对象，即使没有任何Direct Reference，也不会被清除。一直要到JVM内存不足且没有Direct Reference时才会清除，SoftReference是用来设计object-cache之用的。如此一来SoftReference不但可以把对象cache起来，也不会造成内存不足的错误（OutOfMemoryError）。我觉得Soft Reference也适合拿来实作pooling的技巧。

A obj = new A();

SoftRefenrence sr = new SoftReference(obj);

引用时

if(sr!=null){

obj = sr.get();

}else{

obj = new A();

sr = new SoftReference(obj);

}

弱引用

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。

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。

通过如下代码可以了明了的看出它的作用：

Java代码
1.String abc=new String("abc");
2.WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(abc);
3.abc=null;
4.System.out.println("before gc: "+abcWeakRef.get());
5.System.gc();
6.System.out.println("after gc: "+abcWeakRef.get());

运行结果:
before gc: abc
after gc: null

gc收集弱可及对象的执行过程和软可及一样，只是gc不会根据内存情况来决定是不是收集该对象。

如果你希望能随时取得某对象的信息，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，而不是用一般的 reference。

A obj = new A();

WeakReference wr = new WeakReference(obj);

obj = null;

//等待一段时间，obj对象就会被垃圾回收

　　...

　　if (wr.get()==null) {

　　System.out.println("obj 已经被清除了 ");

　　} else {

　　System.out.println("obj 尚未被清除，其信息是 "+obj.toString());

　　}

　　...

}

在此例中，透过 get() 可以取得此 Reference 的所指到的对象，如果返回值为 null 的话，代表此对象已经被清除。

这类的技巧，在设计 Optimizer 或 Debugger 这类的程序时常会用到，因为这类程序需要取得某对象的信息，但是不可以影响此对象的垃圾收集。

PhantomRefrence(虚引用)

“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。

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

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。

你会发现在收集heap中的new String("abc")对象之前,你就可以做一些其他的事情.通过以下代码可以了解他的作用.

Java代码
1.import java.lang.ref.PhantomReference;
2.import java.lang.ref.Reference;
3.import java.lang.ref.ReferenceQueue;
4.import java.lang.reflect.Field;
5.
6.public class Test {
7.    public static boolean isRun = true;
8.
9.    public static void main(String[] args) throws Exception {
10.        String abc = new String("abc");
11.        System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());
12.        final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();
13.        new Thread() {
14.            public void run() {
15.                while (isRun) {
16.                    Object o = referenceQueue.poll();
17.                    if (o != null) {
18.                        try {
19.                            Field rereferent = Reference.class
20.                                    .getDeclaredField("referent");
21.                            rereferent.setAccessible(true);
22.                            Object result = rereferent.get(o);
23.                            System.out.println("gc will collect:"
24.                                    + result.getClass() + "@"
25.                                    + result.hashCode());
26.                        } catch (Exception e) {
27.
28.                            e.printStackTrace();
29.                        }
30.                    }
31.                }
32.            }
33.        }.start();
34.        PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,
35.                referenceQueue);
36.        abc = null;
37.        Thread.currentThread().sleep(3000);
38.        System.gc();
39.        Thread.currentThread().sleep(3000);
40.        isRun = false;
41.    }
42.
43.}

结果为
class java.lang.String@96354
gc will collect:class java.lang.String@96354

本文摘自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a4f9fb50100u908.html

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