《我要进大厂系列 七》-谈谈你对强软弱虚四种引用理解？

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1.引言

其实强引用、软引用、弱引用、虚引用这四个概念非常简单好记。

在开头先总结一下这四个引用的特点吧。

强引用：gc时不会回收
软引用：只有在内存不够用时，gc才会回收
弱引用：只要gc就会回收
虚引用：是否回收都找不到引用的对象，仅用于管理直接内存

接下来详细看看这四种引用，结合代码，深刻的体会一下。

2.强引用

即我们平时最常见的：

Object object = new Object();

只要一个对象有强引用，垃圾回收器就不会进行回收。即便内存不够了，抛出OutOfMemoryError异常也不会回收。

/**
 * 一个对象
 * 重写finalize方法，可以知道已经被回收的状态
 *
 * @author 
 * @date 2020-05-23
 */
public class OneObject {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("啊哦~OneObject被回收了");
    }
}

/**
 * 强引用例子
 *
 * @author 
 * @date 2020-05-23
 */
public class ShowStrongReference {
    public static void main(String[] args) {
        // 直接new一个对象，就是强引用
        OneObject oneObject = new OneObject();
        System.out.println("输出对象地址：" + oneObject);
        System.gc();
        System.out.println("第一次gc后输出对象地址：" + oneObject);
        oneObject = null;
        System.gc();
        System.out.println("置为null后gc输出对象地址：" + oneObject);
    }
}

执行代码，可以看到以下输出：

输出对象地址：com.esparks.pandora.learning.references.OneObject@72ea2f77
第一次gc后输出对象地址：com.esparks.pandora.learning.references.OneObject@72ea2f77
置为null后gc输出对象地址：null
啊哦~OneObject被回收了

3.软引用

需要通过SoftReference对象实现：

SoftReference<OneObject> oneObjectSr = new SoftReference<>(new OneObject());

当内存足够的时候，垃圾回收器不会进行回收。当内存不够时，就会回收只存在软引用的对象释放内存。

常用于本地缓存处理。

/**
 * 软引用
 * 内存不够了就会回收
 * 注意，运行时需要保证heap大小为35m，即小于实验中全部对象的大小，才能触发gc
 * -Xmx35m
 *
 * @author 
 * @date 2020-05-23
 */
public class ShowSoftReference {
    public static void main(String[] args) {
        // 我们需要通过SoftReference来创建软引用
        SoftReference<OneObject> oneObjectSr = new SoftReference<>(new OneObject());
        // 我们这里创建一个大小为20m的数组
        SoftReference<byte[]> arraySr = new SoftReference<>(new byte[1024 * 1024 * 20]);
        System.out.println("软引用对象oneObjectSr的地址：" + oneObjectSr);
        System.out.println("通过oneObjectSr关联的oneObject对象的地址：" + oneObjectSr.get());
        System.out.println("数组的地址：" + arraySr.get());
        System.gc();
        System.out.println("正常gc一次之后，oneObject对象并没有回收。地址" + oneObjectSr.get());

        // 再创建另一个大小为20m的数组，这样heap就不够大了，从而系统自动gc。如果依旧不够，会把已有的软引用关联的对象都回收掉。
        System.out.println("创建另一个大小为20m的数组otherArray");
        byte[] otherArray = new byte[1024 * 1024 * 20];
        System.out.println("otherArray的地址：" + otherArray);

        // gc后，软引用对象还在，但是通过软引用对象创建的对象就被回收了
        System.out.println("现在srObject的地址：" + arraySr);
        System.out.println("现在srObject中oneObject对象的地址：" + arraySr.get());
        System.out.println("刚才的数组对象也被回收啦，地址：" + arraySr.get());
    }
}

执行代码，可以看到以下输出：

软引用对象oneObjectSr的地址：java.lang.ref.SoftReference@72ea2f77
通过oneObjectSr关联的oneObject对象的地址：com.esparks.pandora.learning.references.OneObject@33c7353a
数组的地址：[B@681a9515
正常gc一次之后，oneObject对象并没有回收。地址com.esparks.pandora.learning.references.OneObject@33c7353a
创建另一个大小为20m的数组otherArray
啊哦~OneObject被回收了
otherArray的地址：[B@3af49f1c
现在srObject的地址：java.lang.ref.SoftReference@19469ea2
现在srObject中oneObject对象的地址：null
刚才的数组对象也被回收啦，地址：null

4.弱引用

需要通过WeakReference对象实现：

WeakReference<OneObject> oneObjectWr = new WeakReference<>(new OneObject());

只要发生gc，就会回收只存在弱引用的对象。

常用于Threadlocal。

/**
 * 弱引用
 * 只要gc就会回收
 *
 * @author 
 * @date 2020-05-23
 */
public class ShowWeakReference {
    public static void main(String[] args) {
        // 我们需要通过WeakReference来创建弱引用
        WeakReference<OneObject> objectWr = new WeakReference<>(new OneObject());
        System.out.println("弱引用objectWr的地址：" + objectWr);
        System.out.println("弱引用objectWr关联的oneObject对象的地址：" + objectWr.get());

        System.gc();

        // gc后，弱引用对象还在，但是通过弱引用对象创建的对象就被回收了
        System.out.println("gc后，弱引用objectWr的地址：" + objectWr);
        System.out.println("gc后，弱引用objectWr关联的oneObject对象的地址：" + objectWr.get());
    }
}

5.虚引用

需要通过PhantomReference对象和ReferenceQueue实现：

private ReferenceQueue<OneObject> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<OneObject> oneObjectPr = new PhantomReference<>(new OneObject(), queue);

无论是否gc，其实都获取不到通过PhantomReference创建的对象。

其仅用于管理直接内存，起到通知的作用。

这里补充一下背景。因为垃圾回收器只能管理JVM内部的内存，无法直接管理系统内存的。对于一些存放在系统内存中的数据，JVM会创建一个引用指向这部分内存。

当这个引用在回收的时候，就需要通过虚引用来管理指向的系统内存。这里还需要依赖一个队列来实现。当触发gc对一个虚引用对象回收时，会将虚引用放入创建时指定的ReferenceQueue中。之后单独对这个队列进行轮训，并做额外处理。

/**
 * 虚引用
 * 只用于管理直接内存，起到通知的作用
 *
 * @author 
 * @date 2020-05-23
 */
public class ShowPhantomReference {
    /**
     * 虚引用需要的队列
     */
    private static final ReferenceQueue<OneObject> QUEUE = new ReferenceQueue<>();

    public static void main(String[] args) {
        // 我们需要通过WeakReference来创建虚引用
        PhantomReference<OneObject> objectPr = new PhantomReference<>(new OneObject(), QUEUE);
        System.out.println("虚引用objectPr的地址：" + objectPr);
        System.out.println("虚引用objectPr关联的oneObject对象的地址：" + objectPr.get());

        // 触发gc，然后检查队列中是否有虚引用
        while (true) {
            System.gc();
            Reference<? extends OneObject> poll = QUEUE.poll();
            if (poll != null) {
                System.out.println("队列里找到objectPr啦" + poll);
                break;
            }
        }
    }
}

执行代码，可以看到以下输出：

虚引用objectPr的地址：java.lang.ref.PhantomReference@72ea2f77
虚引用objectPr关联的oneObject对象的地址：null
啊哦~OneObject被回收了
队列里找到objectPr啦java.lang.ref.PhantomReference@72ea2f77