Java的四种引用方式

java内存管理分为内存分配和内存回收，都不需要程序员负责，垃圾回收的机制主要是看对象是否有引用指向该对象。

java对象的引用包括
  强引用，软引用，弱引用，虚引用

Java中提供这四种引用类型主要有两个目的：

第一是可以让程序员通过代码的方式决定某些对象的生命周期；

第二是有利于JVM进行垃圾回收。

下面来阐述一下这四种类型引用的概念：

１．强引用

 是指创建一个对象并把这个对象赋给一个引用变量。

比如：

 强引用有引用变量指向时永远不会被垃圾回收，JVM宁愿抛出OutOfMemory错误也不会回收这种对象。

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">public class Main {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         new Main().fun1();  
4.     }  
5.        
6.     public void fun1() {  
7.         Object object = new Object();  
8.         Object[] objArr = new Object[1000];  
9.  }  

当运行至Object[] objArr = new Object[1000];这句时，如果内存不足，JVM会抛出OOM错误也不会回收object指向的对象。不过要注意的是，当fun1运行完之后，object和objArr都已经不存在了，所以它们指向的对象都会被JVM回收。

　　如果想中断强引用和某个对象之间的关联，可以显示地将引用赋值为null，这样一来的话，JVM在合适的时间就会回收该对象。

比如Vector类的clear方法中就是通过将引用赋值为null来实现清理工作的：

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">/** 
2.      * Removes the element at the specified position in this Vector. 
3.      * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their 
4.      * indices).  Returns the element that was removed from the Vector. 
5.      * 
6.      * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException if the index is out of range 
7.      *         ({@code index < 0 || index >= size()}) 
8.      * @param index the index of the element to be removed 
9.      * @return element that was removed 
10.      * @since 1.2 
11.      */  
12.     public synchronized E remove(int index) {  
13.     modCount++;  
14.     if (index >= elementCount)  
15.         throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);  
16.     Object oldValue = elementData[index];  
17.   
18.     int numMoved = elementCount - index - 1;  
19.     if (numMoved > 0)  
20.         System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
21.                  numMoved);  
22.     elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work  
23.   
24.     return (E)oldValue;  
25.     }  

2.软引用（SoftReference）

如果一个对象具有软引用，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。

软引用可用来实现内存敏感的高速缓存,比如网页缓存、图片缓存等。使用软引用能防止内存泄露，增强程序的健壮性。   
SoftReference的特点是它的一个实例保存对一个Java对象的软引用， 该软引用的存在不妨碍垃圾收集线程对该Java对象的回收。

也就是说，一旦SoftReference保存了对一个Java对象的软引用后，在垃圾线程对 这个Java对象回收前，SoftReference类所提供的get()方法返回Java对象的强引用。

另外，一旦垃圾线程回收该Java对象之 后，get()方法将返回null。

举个栗子：

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">MyObject aRef = new  MyObject();  
2. SoftReference aSoftRef=new SoftReference(aRef);  

此时，对于这个MyObject对象，有两个引用路径，一个是来自SoftReference对象的软引用，一个来自变量aReference的强引用，所以这个MyObject对象是强可及对象。

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">aRef = null;  

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">MyObject anotherRef=(MyObject)aSoftRef.get();  

重新获得对该实例的强引用。而回收之后，调用get()方法就只能得到null了。
使用ReferenceQueue清除失去了软引用对象的SoftReference：

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">ReferenceQueue queue = new  ReferenceQueue();  
2. SoftReference  ref=new  SoftReference(aMyObject, queue);  

那么当这个SoftReference所软引用的aMyOhject被垃圾收集器回收的同时，ref所强引用的SoftReference对象被列入ReferenceQueue。也就是说，ReferenceQueue中保存的对象是Reference对象，而且是已经失去了它所软引用的对象的Reference对象。另外从ReferenceQueue这个名字也可以看出，它是一个队列，当我们调用它的poll()方法的时候，如果这个队列中不是空队列，那么将返回队列前面的那个Reference对象。

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">SoftReference ref = null;  
2. while ((ref = (EmployeeRef) q.poll()) != null) {  
3.     // 清除ref  
4. }  

3.弱引用（WeakReference）

　　弱引用也是用来描述非必需对象的，当JVM进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。在java中，用java.lang.ref.WeakReference类来表示。下面是使用示例：

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">public class test {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(new People("zhouqian",20));  
4.         System.out.println(reference.get());  
5.         System.gc();//通知GVM回收资源  
6.         System.out.println(reference.get());  
7.     }  
8. }  
9. class People{  
10.     public String name;  
11.     public int age;  
12.     public People(String name,int age) {  
13.         this.name=name;  
14.         this.age=age;  
15.     }  
16.     @Override  
17.     public String toString() {  
18.         return "[name:"+name+",age:"+age+"]";  
19.     }  
20. }  
21. 输出结果：  

[name:zhouqian,age:20]
null
第二个输出结果是null，这说明只要JVM进行垃圾回收，被弱引用关联的对象必定会被回收掉。不过要注意的是，这里所说的被弱引用关联的对象是指只有弱引用与之关联，如果存在强引用同时与之关联，则进行垃圾回收时也不会回收该对象（软引用也是如此）。

比如：将代码做一点小更改：

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">package yinyong;  
2.   
3. import java.lang.ref.WeakReference;  
4.   
5. public class test {  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         People people=new People("zhouqian",20);  
8.         WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(people);//<span style="color:#FF0000;">关联强引用</span>  
9.         System.out.println(reference.get());  
10.         System.gc();  
11.         System.out.println(reference.get());  
12.     }  
13. }  
14. class People{  
15.     public String name;  
16.     public int age;  
17.     public People(String name,int age) {  
18.         this.name=name;  
19.         this.age=age;  
20.     }  
21.     @Override  
22.     public String toString() {  
23.         return "[name:"+name+",age:"+age+"]";  
24.     }  
25. }//结果发生了很大的变化  
26. [name:zhouqian,age:20]  
27. [name:zhouqian,age:20]  

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JVM回收，这个软引用就会被加入到与之关联的引用队列中。

4.虚引用（PhantomReference）

　　虚引用和前面的软引用、弱引用不同，它并不影响对象的生命周期。在java中用java.lang.ref.PhantomReference类表示。如果一个对象与虚引用关联，则跟没有引用与之关联一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

　　要注意的是，虚引用必须和引用队列关联使用，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，就会把这个虚引用加入到与之 关联的引用队列中。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。

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">import java.lang.ref.PhantomReference;  
2. import java.lang.ref.ReferenceQueue;  
3. public class Main {  
4.     public static void main(String[] args) {  
5.         ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<String>();  
6.         PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<String>(new String("hello"), queue);  
7.         System.out.println(pr.get());  
8.     }  
9. }  

软引用和弱引用
    对于强引用，我们平时在编写代码时经常会用到。而对于其他三种类型的引用，使用得最多的就是软引用和弱引用，这2种既有相似之处又有区别。它们都是用来描述非必需对象的，但是被软引用关联的对象只有在内存不足时才会被回收，而被弱引用关联的对象在JVM进行垃圾回收时总会被回收。

    在SoftReference类中，有三个方法，两个构造方法和一个get方法（WekReference类似）：

两个构造方法：

[java] view plain copy

 

 

1. <pre name="code" class="java">public SoftReference(T referent) {  
2.     super(referent);  
3.     this.timestamp = clock;  
4.     }  
5. public SoftReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {  
6.     super(referent, q);  
7.     this.timestamp = clock;  
8.     }  

        get方法用来获取与软引用关联的对象的引用，如果该对象被回收了，则返回null。

 　　在使用软引用和弱引用的时候，我们可以显示地通过System.gc()来通知JVM进行垃圾回收，但是要注意的是，虽然发出了通知，JVM不一定会立刻执行，也就是说这句是无法确保此时JVM一定会进行垃圾回收的。

对象可及性的判断

在很多时候，一个对象并不是从根集直接引用的，而是一个对象被其他对象引用，甚至同时被几个对象所引用，从而构成一个以根集为顶的树形结构。如图2所示

如何利用软引用和弱引用解决OOM问题

　　前面讲了关于软引用和弱引用相关的基础知识，那么到底如何利用它们来优化程序性能，从而避免OOM的问题呢？

　　下面举个例子，假如有一个应用需要读取大量的本地图片，如果每次读取图片都从硬盘读取，则会严重影响性能，但是如果全部加载到内存当中，又有可能造成内存溢出，此时使用软引用可以解决这个问题。

　　设计思路是：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空间，从而有效地避免了OOM的问题。在Android开发中对于大量图片下载会经常用到。