5-引用

强、软、弱、虚引用分别是什么

一、强引用

当内存不足的时候，JVM开始垃圾回收，对于强引用的对象，就算出现了OOM也不会对该对象进行回收，死都不回收。强引用是我们最常见的普通对象引用，只要还有强引用指向一个对象，就能表明对象还活着，垃圾收集器不会碰这种对象。在JAVA中最常见的就是强引用，把一个对象赋值给另外一个引用变量，这个引用变量就是一个强引用。当一个对象被强引用变量引用时，它处于可达状态，它是不可能被GC的，即使该对象以后永远都不会被用到JVM，也不会回收。因此强引用时造成java内存泄漏（占用内存过大）的主要原因之一。
对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要超过了引用的作用域或者显示的将相应的强引用赋值为null，一般认为就是可以被GC的。（当然具体GC还要看JVM的策略）。

public class StrongReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = o1;
        o1 = null;
        System.gc();
        // o2依然有值，即使o1变为null了，但是o2是强引用。
        System.out.println(o2);
    }
}

二、软引用

需要用java.lang.ref.SoftReference类来实现，内存足够的情况下，不收你，内存不够了，就收你。软引用一般用在对内存敏感的程序中，比如高速缓存就用到了软引用，内存够用就保留，内存不够就回收！（MyBatis里的缓存用到过软引用），当自己做缓存的时候，也可以使用软引用。
1、代码示例，内存够用的场景，代码可见objectSoftReference不会被回收

public class SoftReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        SoftReference<Object> objectSoftReference = new SoftReference<>(o1);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(objectSoftReference.get());
        o1= null;
        System.gc();
        System.out.println(o1);
        System.out.println(objectSoftReference.get());
    }
}
输出
java.lang.Object@511d50c0
java.lang.Object@511d50c0
null
java.lang.Object@511d50c0

2、代码示例，内存不用够用的场景，发现OOM后，objectSoftReference被回收了

/**
 * @description: 软引用（内存 不够用场景）
 * 配置小内存 -Xms10m -Xmx10m
 * 大对象new byte[30 * 1024 * 1024] 使其OOM
 */
public class SoftReferenceDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        SoftReference<Object> objectSoftReference = new SoftReference<>(o1);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(objectSoftReference.get());
        o1= null;
        try{
            byte[] bytes = new byte[30 * 1024 * 1024];
        }catch (Throwable e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println(o1);
            // 内存不够用，会被回收
            System.out.println(objectSoftReference.get());
        }
    }
}
输出
java.lang.Object@71bc1ae4
java.lang.Object@71bc1ae4
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at com.supkingx.base.l_jvm.gc.SoftReferenceDemo2.main(SoftReferenceDemo2.java:21)
null
null

使用场景分析

三、弱引用

需要使用java.lang.WeakReference类来实现，它比软引用的生存期更短，对于只有弱引用的对象来说，只要垃圾回收机制一运行，不管JVM的内存空间是否足够，都会回收对象占用的内存。

代码如下，GC之后，objectSoftReference被回收

public class WeakReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        WeakReference<Object> objectSoftReference = new WeakReference<>(o1);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(objectSoftReference.get());
        o1 = null;
        System.gc();
        System.out.println(o1);
        // 内存不够用，会被回收
        System.out.println(objectSoftReference.get());
    }
}
java.lang.Object@511d50c0
java.lang.Object@511d50c0
null
null

WeakHashMap

HashMap和WeakHashMap的比较

public class WeakHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        myHashMap();
        System.out.println("=========================");
        myWeakHashMap();
    }
    private static void myHashMap() {
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
        Integer key =new Integer("1");
        String value = "HashMap";
        map.put(key, value);
        System.out.println(map);
        key = null;
        System.out.println(map);
        System.gc();
        // 正常输出
        System.out.println(map);
    }
    private static void myWeakHashMap() {
        WeakHashMap<Integer, String> map = new WeakHashMap<>();
        Integer key =new Integer("1");
        String value = "WeakHashMap";
        map.put(key, value);
        System.out.println(map);
        key = null;
        System.out.println(map);
        System.gc();
        // 输出为空，一GC就回收
        System.out.println(map);
    }
}
{1=HashMap}
{1=HashMap}
{1=HashMap}
=========================
{1=WeakHashMap}
{1=WeakHashMap}
{}

注意，当WeakHashMap中，Integer key = 1时，则不会被回收。因为此时key是常量，始终存在于堆中。

四、虚引用

需要用到包java.lang.ref.PhantomReference。
股顾名思义，虚引用就是形同虚设，与其他几种引用不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收，它不能单独使用也不能通过它访问对象，虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。
虚引用 的主要作用是跟踪对象被垃圾回收的状态。仅提供了一种确保对象被finalize（7-finalize）以后，做某些事情的机制。PhantomReference的get方法总是返回null，因此无法访问对应的引用对象。其意义在于说明一个对象已经进入finalization阶段，可以被gc回收，用来实现比finalization机制更灵活的回收操作。
换句话说，设置虚引用关联的唯一目的，就是在这个对象被GC的时候收到一个系统通知或者后续添加进一步的处理。java技术允许使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。

1、虚引用队列

以下是虚引用的展示，GC将要开始的时候，对象会被放入虚引用队列：

public class ReferenceQueueDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object o = new Object();
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
        WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<>(o, referenceQueue);
        System.out.println(o);
        System.out.println(weakReference.get());
        // 弱引用
        System.out.println("gc之前的弱引用队列" + referenceQueue.poll());
        o = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("gc之后的对象" + o);
        System.out.println("gc之后的虚引用" + weakReference.get());
        System.out.println("gc之后的弱引用队列" + referenceQueue.poll());
    }
}
输出：
java.lang.Object@511d50c0
java.lang.Object@511d50c0
gc之前的弱引用队列null
gc之后的对象null
gc之后的虚引用null
gc之后的弱引用队列java.lang.ref.WeakReference@60e53b93

2、使用PhantomReference实现虚引用

public class PhantomReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
        PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<>(o1,referenceQueue);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(phantomReference.get());
        System.out.println(referenceQueue.poll());
        System.out.println("==========GC之后=======================");
        o1=null;
        System.gc();
        System.out.println(o1);
        System.out.println(phantomReference.get());
        System.out.println(referenceQueue.poll());
    }
}
输出：
java.lang.Object@511d50c0
null
null
==========GC之后=======================
null
null
java.lang.ref.PhantomReference@60e53b93