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 前言

在ThreadLocal源碼中，其中嵌套類ThreadLocalMap中的Entry繼承了WeakReferenc。Java中提供這四種引用類型主要有兩個目的：第一是可以讓程序員通過代碼的方式決定某些對象的生命周期;第二是有利于JVM進行垃圾回收。

強引用(StrongReference)

強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。如下：

Object o=new Object();   //  強引用 

當內存空間不足，Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足的問題。如果不使用時，要通過如下方式來弱化引用，如下：

o=null;     // 幫助垃圾收集器回收此對象 

顯式地設置o為null，或超出對象的生命周期范圍，則gc認為該對象不存在引用，這時就可以回收這個對象。具體什么時候收集這要取決于gc的算法。

舉例：

public void test(){ 
    Object o=new Object(); 
    // 省略其他操作 
} 

 在一個方法的內部有一個強引用，這個引用保存在棧中，而真正的引用內容(Object)保存在堆中。當這個方法運行完成后就會退出方法棧，則引用內容的引用不存在，這個Object會被回收。

但是如果這個o是全局變量時，就需要在不用這個對象時賦值為null，因為強引用不會被垃圾回收。

強引用在實際中又非常重要的用處，舉個ArrayList的實現源代碼：

private transient Object[] elementData; 
public void clear() { 
        modCount++; 
        // Let gc do its work 
        for (int i = 0; i < size; i++) 
            elementData[i] = null; 
        size = 0; 
} 

在ArrayList類中定義了一個私有的變量elementData數組，在調用方法清空數組時可以看到為每個數組內容賦值為null。不同于elementData=null，強引用仍然存在，避免在后續調用 add()等方法添加元素時進行重新的內存分配。使用如clear()方法中釋放內存的方法對數組中存放的引用類型特別適用，這樣就可以及時釋放內存。

軟引用(SoftReference)

軟引用是用來描述一些有用但并不是必需的對象，在Java中用java.lang.ref.SoftReference類來表示。對于軟引用關聯著的對象，只有在內存不足的時候JVM才會回收該對象。因此，這一點可以很好地用來解決OOM的問題，并且這個特性很適合用來實現緩存：比如網頁緩存、圖片緩存等。

如果一個對象只具有軟引用，則內存空間足夠，垃圾回收器就不會回收它;如果內存空間不足了，就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。

String str=new String("abc");                                     // 強引用 
SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str);     // 軟引用 

當內存不足時，等價于：

if(JVM.內存不足()) { 
   str = null;  // 轉換為軟引用 
   System.gc(); // 垃圾回收器進行回收 
} 

 軟引用在實際中有重要的應用，例如瀏覽器的后退按鈕。按后退時，這個后退時顯示的網頁內容是重新進行請求還是從緩存中取出呢?這就要看具體的實現策略了。

• 如果一個網頁在瀏覽結束時就進行內容的回收，則按后退查看前面瀏覽過的頁面時，需要重新構建
• 如果將瀏覽過的網頁存儲到內存中會造成內存的大量浪費，甚至會造成內存溢出

這時候就可以使用軟引用

Browser prev = new Browser();               // 獲取頁面進行瀏覽 
SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 瀏覽完畢后置為軟引用         
if(sr.get()!=null){  
    rev = (Browser) sr.get();           // 還沒有被回收器回收，直接獲取 
}else{ 
    prev = new Browser();               // 由于內存吃緊，所以對軟引用的對象回收了 
    sr = new SoftReference(prev);       // 重新構建 
} 

 這樣就很好的解決了實際的問題。

軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收，Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。

弱引用(WeakReference)

弱引用也是用來描述非必需對象的，當JVM進行垃圾回收時，無論內存是否充足，都會回收被弱引用關聯的對象。在java中，用java.lang.ref.WeakReference類來表示。

弱引用與軟引用的區別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中，一旦發現了只具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。不過，由于垃圾回收器是一個優先級很低的線程，因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。 

String str=new String("abc");     
WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str); 
str=null; 

 當垃圾回收器進行掃描回收時等價于：

str = null; 
System.gc(); 

 如果這個對象是偶爾的使用，并且希望在使用時隨時就能獲取到，但又不想影響此對象的垃圾收集，那么你應該用 WeakReference 來記住此對象。

下面的代碼會讓str再次變為一個強引用： 

String  abc = abcWeakRef.get(); 

弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。

當你想引用一個對象，但是這個對象有自己的生命周期，你不想介入這個對象的生命周期，這時候你就是用弱引用。

這個引用不會在對象的垃圾回收判斷中產生任何附加的影響

package com.niuh; 
 
import java.lang.ref.Reference; 
import java.lang.ref.ReferenceQueue; 
import java.lang.ref.WeakReference; 
import java.util.LinkedList; 
 
public class ReferenceTest { 
 
    private static ReferenceQueue<NiuhBig> rq = new ReferenceQueue<NiuhBig>(); 
 
    public static void checkQueue() { 
        Reference<? extends NiuhBig> ref = null; 
        while ((ref = rq.poll()) != null) { 
            if (ref != null) { 
                System.out.println("In queue: "    + ((NiuhBigWeakReference) (ref)).id); 
            } 
        } 
    } 
 
    public static void main(String args[]) { 
        int size = 3; 
        LinkedList<WeakReference<NiuhBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<NiuhBig>>(); 
        for (int i = 0; i < size; i++) { 
            weakList.add(new NiuhBigWeakReference(new NiuhBig("Weak " + i), rq)); 
            System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast()); 
 
        } 
 
        System.gc(); 
        try { // 下面休息幾分鐘，讓上面的垃圾回收線程運行完成 
            Thread.currentThread().sleep(6000); 
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        checkQueue(); 
    } 
} 
 
class NiuhBig { 
    public String id; 
    // 占用空間,讓線程進行回收 
    byte[] b = new byte[2 * 1024]; 
 
    public NiuhBig(String id) { 
        this.id = id; 
    } 
 
    protected void finalize() { 
        System.out.println("Finalizing NiuhBig " + id); 
    } 
} 
 
class NiuhBigWeakReference extends WeakReference<NiuhBig> { 
    public String id; 
 
    public NiuhBigWeakReference(NiuhBig big, ReferenceQueue<NiuhBig> rq) { 
        super(big, rq); 
        this.id = big.id; 
    } 
 
    protected void finalize() { 
        System.out.println("Finalizing NiuhBigWeakReference " + id); 
    } 
} 

 最后的輸出結果為：

Just created weak: com.niuh.NiuhBigWeakReference@3d075dc0 
Just created weak: com.niuh.NiuhBigWeakReference@214c265e 
Just created weak: com.niuh.NiuhBigWeakReference@448139f0 
Finalizing NiuhBig Weak 2 
Finalizing NiuhBig Weak 1 
Finalizing NiuhBig Weak 0 
In queue: Weak 2 
In queue: Weak 1 
In queue: Weak 0 

 虛引用(PhantomReference)

“虛引用”顧名思義，就是形同虛設，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。

虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在于：虛引用必須和引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時，如果發現它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。 **

總結

Java 4種引用的級別由高到低依次為：

• 強引用 > 軟引用 > 弱引用 > 虛引用

通過圖來看一下他們之間在垃圾回收時的區別：

當垃圾回收器回收時，某些對象會被回收，某些不會被回收。垃圾回收器會從根對象Object來標記存活的對象，然后將某些不可達的對象和一些引用的對象進行回收，通過表格來說明一下，如下：

在實際程序設計中一般很少使用弱引用與虛引用，使用軟引用的情況較多，這是因為軟引用可以加速JVM對垃圾內存的回收速度，可以維護系統的運行安全，防止內存溢出(OutOfMemory)等問題的產生。

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