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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。

四种类型引用的概念

1. 强引用

指创建一个对象并把这个对象赋给一个引用变量。 

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Object object =new Object();
String str ="hello";

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。 

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<pre name="code" class="java">public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        new Main().fun1();  
    }  
       
    public void fun1() {  
        Object object = new Object();  
        Object[] objArr = new Object[1000];  
 }

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：

2. 软引用

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。

一旦垃圾线程回收该Java对象之 后，get()方法将返回null。 

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MyObject aRef = new  MyObject();  
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。

随即，我们可以结束aReference对这个MyObject实例的强引用:

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aRef = null;

此后，这个MyObject对象成为了软引用对象。如果垃圾收集线程进行内存垃圾收集，并不会因为有一个SoftReference对该对象的引用而始终保留该对象。
Java虚拟机的垃圾收集线程对软可及对象和其他一般Java对象进行了区别对待:软可及对象的清理是由垃圾收集线程根据其特定算法按照内存需求决定的。也就是说，垃圾收集线程会在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前回收软可及对象，而且虚拟机会尽可能优先回收长时间闲置不用的软可及对象，对那些刚刚构建的或刚刚使用过的“新”软可反对象会被虚拟机尽可能保留。在回收这些对象之前，我们可以通过: 

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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：**

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。 

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public class test {  
    public static void main(String[] args) {  
        WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(new People("zhouqian",20));  
        System.out.println(reference.get());  
        System.gc();//通知GVM回收资源  
        System.out.println(reference.get());  
    }  
}  
class People{  
    public String name;  
    public int age;  
    public People(String name,int age) {  
        this.name=name;  
        this.age=age;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "[name:"+name+",age:"+age+"]";  
    }  
}  
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）。

若进行如下修改,结果则不同

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public class test {  
    public static void main(String[] args) {  
        People people=new People("zhouqian",20);  
        WeakReference<People>reference=new WeakReference<People>(people);//关联强引用
        System.out.println(reference.get());  
        System.gc();  
        System.out.println(reference.get());  
    }  
}  
class People{  
    public String name;  
    public int age;  
    public People(String name,int age) {  
        this.name=name;  
        this.age=age;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "[name:"+name+",age:"+age+"]";  
    }  
}//结果发生了很大的变化  
[name:zhouqian,age:20]  
[name:zhouqian,age:20]

4. 虚引用

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。 

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public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        ReferenceQueue<String> queue = new ReferenceQueue<String>();  
        PhantomReference<String> pr = new PhantomReference<String>(new String("hello"), queue);  
        System.out.println(pr.get());  
    }

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。

Java是如何判断对象是否需要回收

常见的两种判断的算法：

  • 引用计数算法
  • 可达性分析算法（Java使用的这一种）

引用计数算法

引用计数算法是在对象中加入一个计数器，当对象被引用，计数器+1，当引用失效，计数器-1

这种算法实现简单，效率高，但是有一个严重的问题会导致内存泄漏，那就是对象之间循环引用，比如说A对象持有B对象的引用，B对象持有A对象的引用，那么A和B的计数器值永远>=1，也就是说这两个对象永远不会被回收

可达性分析算法

Java中定义了一些起始点，称为GC Root，当有对象引用它的时候，就把对象挂载在它下面，形成一个树状结构，当一个对象处于一个这样的树里时，就认为此对象是可达的，反之是不可达，如下图

这里写图片描述

如图 Object1,Object2,Object3是对象可达的，Object4,Object5,Object6是不可达的

那么有哪些可以作为GC Root呢？

  • 静态属性（被static修饰的属性）
  • 常量（被static final修饰的属性）
  • 虚拟机栈（本地变量表）中引用的对象
  • 本地方法栈中引用的对象

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