弱引用、软引用、虚引用以及强引用

如果一个对象只有弱引用指向它，垃圾回收器会立即回收该对象，这是一种急切回收方式。相对的，如果有软引用指向这些对象，则只有在JVM需要内存时才回收这些对象。弱引用和软引用的特殊行为使得它们在某些情况下非常有用。例如：软引用可以很好的用来实现缓存，当JVM需要内存时，垃圾回收器就会回收这些只有被软引用指向的对象。而弱引用非常适合存储元数据，例如：存储ClassLoader引用。如果没有类被加载，那么也没有指向ClassLoader的引用。一旦上一次的强引用被去除，只有弱引用的ClassLoader就会被回收。这篇文章中我们将讲述不同类型的Java引用，例如：强引用(Strong Reference)和虚引用(PhantomReference)。

Java中弱引用VS软引用

Java中有如下四种类型的引用：

• 强引用(Strong Reference)
• 弱引用(WeakReference)
• 软引用(SoftReference)
• 虚引用(PhantomReference)

强引用是我们在编程过程中使用的最简单的引用，如代码String s=”abc”中变量s就是字符串对象”abc”的一个强引用。任何被强引用指向的对象都不能被垃圾回收器回收，这些对象都是在程序中需要的。弱引用使用java.lang.ref.WeakReference class 类来表示，你可以使用如下代码创建弱引用：

1 Counter counter = new Counter(); // strong reference - line 1
2 WeakReference<Counter> weakCounter = new WeakReference<Counter>(counter); //weak reference
3 counter = null; // now Counter object is eligible for garbage collection

现在只要你给强引用对象counter赋空值null,该对象就可以被垃圾回收器回收。因为该对象此时不再含有其他强引用，即使指向该对象的弱引用weakCounter也无法阻止垃圾回收器对该对象的回收。相反的，如果该对象含有软引用，Counter对象不会立即被回收，除非JVM需要内存。Java中的软引用使用java.lang.ref.SoftReference类来表示，你可以使用如下代码创建软引用：

1 Counter prime = new Counter(); // prime holds a strong reference – line 2
2 SoftReference soft = new SoftReference(prime) ; //soft reference variable has SoftReference to Counter Object created at line 2
3
4 prime = null; // now Counter object is eligible for garbage collection but only be collected when JVM absolutely needs memory

强引用置空之后，代码的第二行为对象Counter创建了一个软引用，该引用同样不能阻止垃圾回收器回收对象，但是可以延迟回收，与弱引用中急切回收对象不同。鉴于软引用和弱引用的这一区别，软引用更适用于缓存机制，而弱引用更适用于存贮元数据。另一个使用弱引用的例子是WeakHashMap，它是除HashMap和TreeMap之外，Map接口的另一种实现。WeakHashMap有一个特点：map中的键值(keys)都被封装成弱引用，也就是说一旦强引用被删除，WeakHashMap内部的弱引用就无法阻止该对象被垃圾回收器回收。

虚引用是java.lang.ref package包中第三种可用的引用，使用java.lang.ref.PhantomReference类来表示。拥有虚引用的对象可以在任何时候被垃圾回收器回收。和弱引用和软引用相似，你可以通过如下代码创建虚引用：

1 DigitalCounter digit = new DigitalCounter(); // digit reference variable has strong reference – line 3
2 PhantomReference phantom = new PhantomReference(digit); // phantom reference to object created at line 3
3
4 digit = null;

一旦移除强引用，第三行的DigitalCounter对象可以在任何时候被垃圾回收器回收。因为只有一个虚引用指向该对象，而虚引用无法阻止垃圾回收器回收对象。

除了了解弱引用、软引用、虚引用和WeakHashMap，还需要了解ReferenceQueue。在创建任何弱引用、软引用和虚引用的过程中你可以通过如下代码提供引用队列ReferenceQueue：

1 ReferenceQueue refQueue = new ReferenceQueue(); //reference will be stored in this queue for cleanup
2 DigitalCounter digit = new DigitalCounter();
3 PhantomReference<DigitalCounter> phantom = new PhantomReference<DigitalCounter>(digit, refQueue);

引用实例被添加在引用队列中，你可以再任何时候通过查询引用队列回收对象。一个对象的生命周期可以通过下图进行描述：