Java中的四種引用

Java中有四種引用型別：強引用、軟引用、弱引用、虛引用。

Java為什麼要設計這四種引用

Java的記憶體分配和記憶體回收，都不需要程式設計師負責，都是由偉大的JVM去負責，一個物件是否可以被回收，主要看是否有引用指向此物件，說的專業點，叫可達性分析。

Java設計這四種引用的主要目的有兩個：

1. 可以讓程式設計師通過程式碼的方式來決定某個物件的生命週期；

2. 有利用垃圾回收。

強引用

強引用是最普遍的一種引用，我們寫的程式碼，99.9999%都是強引用：

Object o = new Object();

這種就是強引用了，是不是在程式碼中隨處可見，最親切。

只要某個物件有強引用與之關聯，這個物件永遠不會被回收，即使記憶體不足，JVM寧願丟擲OOM，也不會去回收。

那麼什麼時候才可以被回收呢？當強引用和物件之間的關聯被中斷了，就可以被回收了。

我們可以手動把關聯給中斷了，方法也特別簡單：

o = null;

我們可以手動呼叫GC，看看如果強引用和物件之間的關聯被中斷了，資源會不會被回收，為了更方便、更清楚的觀察到回收的情況，我們需要新寫一個類，然後重寫finalize方法，下面我們來進行這個實驗：

public class Student {    
　　@Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("Student 被回收了");
    }
}
​
 
public static void main(String[] args) {
    Student student = new Student();
    student = null;
    System.gc();
}

執行結果：

Student 被回收了

可以很清楚的看到資源被回收了。

當然，在實際開發中，千萬不要重寫finalize方法

在實際的開發中，看到有一些物件被手動賦值為NULL，很大可能就是為了“特意提醒”JVM這塊資源可以進行垃圾回收了。

軟引用

下面先來看看如何建立一個軟引用：

 SoftReference<Student>studentSoftReference=new
 
 SoftReference<Student>(new Student());

軟引用就是把物件用SoftReference包裹一下，當我們需要從軟引用物件獲得包裹的物件，只要get一下就可以了：

SoftReference<Student>studentSoftReference=new SoftReference<Student>(new Student());
Student student = studentSoftReference.get();
System.out.println(student);

軟引用有什麼特點呢：

當記憶體不足，會觸發JVM的GC，如果GC後，記憶體還是不足，就會把軟引用的包裹的物件給幹掉，也就是隻有在記憶體不足，JVM才會回收該物件。

還是一樣的，必須做實驗，才能加深印象：

SoftReference<byte[]> softReference = new SoftReference<byte[]>(new byte[1024*1024*10]);
System.out.println(softReference.get());
System.gc();
System.out.println(softReference.get());        
byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 10];
System.out.println(softReference.get());

我定義了一個軟引用物件，裡面包裹了byte[]，byte[]佔用了10M，然後又建立了10Mbyte[]。

執行程式，需要帶上一個引數： -Xmx20M

代表最大堆記憶體是20M。

執行結果：

[B@11d7fff
[B@11d7fff
null

可以很清楚的看到手動完成GC後，軟引用物件包裹的byte[]還活的好好的，但是當我們建立了一個10M的byte[]後，最大堆記憶體不夠了，所以把軟引用物件包裹的byte[]給幹掉了，如果不幹掉，就會丟擲OOM。

軟引用到底有什麼用呢？比較適合用作快取，當記憶體足夠，可以正常的拿到快取，當記憶體不夠，就會先幹掉快取，不至於馬上丟擲OOM。

弱引用

弱引用的使用和軟引用類似，只是關鍵字變成了WeakReference：

WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<byte[]>(new byte[1024\*1024\*10]);
System.out.println(weakReference.get());

弱引用的特點是不管記憶體是否足夠，只要發生GC，都會被回收：

WeakReference<byte[]> weakReference = new WeakReference<byte[]>(new byte[1]);
System.out.println(weakReference.get());
System.gc();
System.out.println(weakReference.get());

執行結果：

[B@11d7fffnull

可以很清楚的看到明明記憶體還很充足，但是觸發了GC，資源還是被回收了。  弱引用在很多地方都有用到，比如ThreadLocal、WeakHashMap。

虛引用

虛引用又被稱為幻影引用，我們來看看它的使用：

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference<byte[]> reference = new PhantomReference<byte[]>(new byte[1], queue);
System.out.println(reference.get());

虛引用的使用和上面說的軟引用、弱引用的區別還是挺大的，我們先不管ReferenceQueue 是個什麼鬼，直接來執行：

null

竟然打印出了null，我們來看看get方法的原始碼：

public T get() {        
　　return null;
}

???，竟然直接返回了null。

這就是虛引用特點之一了：無法通過虛引用來獲取對一個物件的真實引用。

那虛引用存在的意義是什麼呢？這就要回到我們上面的程式碼了

建立虛引用物件，我們除了把包裹的物件傳了進去，還傳了一個ReferenceQueue，從名字就可以看出它是一個佇列。

虛引用的特點之二就是 虛引用必須與ReferenceQueue一起使用，當GC準備回收一個物件，如果發現它還有虛引用，就會在回收之前，把這個虛引用加入到與之關聯的ReferenceQueue中。

我們來用程式碼實踐下吧：

執行結果：

Student 被回收了
虛引用被回收了：java.lang.ref.PhantomReference@1ade6f1

我們簡單的分析下程式碼： 第一個執行緒往集合裡面塞資料，隨著資料越來越多，肯定會發生GC。 第二個執行緒死迴圈，從queue裡面拿資料，如果拿出來的資料不是null，就打印出來。

從執行結果可以看到：當發生GC，虛引用就會被回收，並且會把回收的通知放到ReferenceQueue中。

虛引用有什麼用呢？在NIO中，就運用了虛引用管理堆外記憶體。