01 概述

在Java中提供了四个级别的引用：强引用，软引用，弱引用和虚引用。在这四个引用类型中，只有强引用FinalReference类是包内可见，其他三种引用类型均为public，可以在应用程序中直接使用。引用类型的类结构如图所示。

02 强引用

Java中的引用，类似C语言中最难的指针。（我是C语言入门编程，指针的概念还是很深入我心。）通过引用，可以对堆中的对象进行操作。如：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Helloword");

变量str指向StringBuffer实例所在的堆空间，通过str可以操作该对象。

强引用的特点：

强引用可以直接访问目标对象。强引用所指向的对象在任何时候都不会被系统回收。JVM宁愿抛出OOM异常，也不会回收强引用所指向的对象。强引用可能导致内存泄漏。

03 软引用

软引用是除了强引用外，最强的引用类型。可以通过java.lang.ref.SoftReference使用软引用。一个持有软引用的对象，不会被JVM很快回收，JVM会根据当前堆的使用情况来判断何时回收。当堆使用率临近阈值时，才会去回收软引用的对象。因此，软引用可以用于实现对内存敏感的高速缓存。

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。一旦垃圾线程回收该Java对象之后，get()方法将返回null。

下面举一个例子说明软引用的使用方法。

在你的IDE设置参数 -Xmx2m -Xms2m规定堆内存大小为2m。

@Test

public void test3(){

MyObject obj = new myObject();

SoftReference sf = new SoftReference<>(obj);

obj = null;

System.gc();

// byte[] bytes = new byte[1024*100];

// System.gc();

System.out.println("是否被回收"+sf.get());

}

运行结果：

是否被回收cn.zyzpp.MyObject@42110406

打开被注释掉的new byte[1024*100]语句，这条语句请求一块大的堆空间，使堆内存使用紧张。并显式的再调用一次GC，结果如下：

是否被回收null

说明在系统内存紧张的情况下，软引用被回收。

04 弱引用

弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。在系统GC时，只要发现弱引用，不管系统堆空间是否足够，都会将对象进行回收。在java中，可以用java.lang.ref.WeakReference实例来保存对一个Java对象的弱引用。

public void test3(){

MyObject obj = new MyObject();

WeakReference sf = new WeakReference(obj);

obj = null;

System.out.println("是否被回收"+sf.get());

System.gc();

System.out.println("是否被回收"+sf.get());

}

运行结果：

是否被回收cn.zyzpp.MyObject@42110406

是否被回收null

软引用，弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据，如果这么做，当系统内存不足时，这些缓存数据会被回收，不会导致内存溢出。而当内存资源充足时，这些缓存数据又可以存在相当长的时间，从而起到加速系统的作用。

05 虚引用

虚引用是所有类型中最弱的一个。一个持有虚引用的对象，和没有引用几乎是一样的，随时可能被垃圾回收器回收。当试图通过虚引用的get()方法取得强引用时，总是会失败。并且，虚引用必须和引用队列一起使用，它的作用在于跟踪垃圾回收过程。

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，就会在垃圾回收后，销毁这个对象，将这个虚引用加入引用队列。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。

public void test3(){

MyObject obj = new MyObject();

ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();

PhantomReference sf = new PhantomReference<>(obj,referenceQueue);

obj = null;

System.out.println("是否被回收"+sf.get());

System.gc();

System.out.println("是否被回收"+sf.get());

}

运行结果：

是否被回收null

是否被回收null

对虚引用的get()操作，总是返回null，因为sf.get()方法的实现如下：

public T get() {

return null;

}

06 弱引用典例

WeakHashMap类在java.util包内，它实现了Map接口，是HashMap的一种实现，它使用弱引用作为内部数据的存储方案。WeakHashMap是弱引用的一种典型应用，它可以作为简单的缓存表解决方案。

以下两段代码分别使用WeakHashMap和HashMap保存大量的数据：

@Test

public void test4(){

Map map;

map = new WeakHashMap<String,Object>();

for (int i =0;i<10000;i++){

map.put("key"+i,new byte[i]);

}

// map = new HashMap<String,Object>();

// for (int i =0;i<10000;i++){

// map.put("key"+i,new byte[i]);

// }

}

使用-Xmx2M限定堆内存，使用WeakHashMap的代码正常运行结束，而使用HashMap的代码段抛出异常

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

由此可见，WeakHashMap会在系统内存紧张时使用弱引用，自动释放掉持有弱引用的内存数据。

但如果WeakHashMap的key都在系统内持有强引用，那么WeakHashMap就退化为普通的HashMap，因为所有的表项都无法被自动清理。

关于Java的四种引用类型与应用例子就介绍到这里。