Java中三个引用类SoftReference 、 WeakReference 和 PhantomReference的区别

本文将谈一下对SoftReference(软引用)、WeakReference(弱引用)和PhantomRefrence(虚引用)的理解,这三个类是对heap中java对象的应用，通过这个三个类可以和gc做简单的交互。

强引用：

除了上面提到的三个引用之外,还有一个引用,也就是最长用到的那就是强引用.例如：

Java代码 1.Object o=new Object(); 2.Object o1=o;

上面代码中第一句是在heap堆中创建新的Object对象通过o引用这个对象，第二句是通过o建立o1到new Object()这个heap堆中的对象的引用，这两个引用都是强引用.只要存在对heap中对象的引用，gc就不会收集该对象.如果通过如下代码：

Java代码 1.o=null; 2.o1=null;

如果显式地设置o和o1为null，或超出范围，则gc认为该对象不存在引用，这时就可以收集它了。可以收集并不等于就一会被收集，什么时候收集这要取决于gc的算法，这要就带来很多不确定性。例如你就想指定一个对象，希望下次gc运行时把它收集了，那就没办法了，有了其他的三种引用就可以做到了。其他三种引用在不妨碍gc收集的情况下，可以做简单的交互。

heap中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱、和虚。对于对象是属于哪种可及的对象，由他的最强的引用决定。如下：

Java代码 1.String abc=newString("abc"); //1 2.SoftReference<String>abcSoftRef=newSoftReference<String>(abc); //2 3.WeakReference<String> abcWeakRef =new WeakReference<String>(abc);//3 4.abc=null; //4 5.abcSoftRef.clear();//5

上面的代码中：

第一行在heap对中创建内容为“abc”的对象，并建立abc到该对象的强引用,该对象是强可及的。

第二行和第三行分别建立对heap中对象的软引用和弱引用，此时heap中的对象仍是强可及的。

第四行之后heap中对象不再是强可及的，变成软可及的。同样第五行执行之后变成弱可及的。

SoftReference(软引用)

软引用是主要用于内存敏感的高速缓存。在jvm报告内存不足之前会清除所有的软引用，这样以来gc就有可能收集软可及的对象，可能解决内存吃紧问题，避免内存溢出。什么时候会被收集取决于gc的算法和gc运行时可用内存的大小。当gc决定要收集软引用是执行以下过程,以上面的abcSoftRef为例：

1 首先将abcSoftRef的referent设置为null，不再引用heap中的new String("abc")对象。

2 将heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable)。

3 当heap中的new String("abc")对象的finalize()方法被运行而且该对象占用的内存被释放，abcSoftRef被添加到它的ReferenceQueue中。

注:对ReferenceQueue软引用和弱引用可以有可无，但是虚引用必须有，参见：

Java代码 Reference(T paramT, ReferenceQueue<? superT>paramReferenceQueue)

被 Soft Reference指到的对象，即使没有任何 Direct
Reference，也不会被清除。一直要到JVM 内存不足且 没有 Direct Reference时才会清除，SoftReference 是用来设计 object-cache 之用的。如此一来 SoftReference 不但可以把对象 cache 起来，也不会造成内存不足的错误 （OutOfMemoryError）。我觉得Soft
Reference也适合拿来实作 pooling 的技巧。

A obj = new A(); SoftRefenrence sr = newSoftReference(obj); 引用时 if(sr!=null){ obj = sr.get(); }else{ obj = new A(); sr = new SoftReference(obj); }

弱引用

当gc碰到弱可及对象，并释放abcWeakRef的引用，收集该对象。但是gc可能需要对此运用才能找到该弱可及对象。通过如下代码可以了明了的看出它的作用：

Java代码 1.String abc=new String("abc"); 2.WeakReference<String> abcWeakRef =newWeakReference<String>(abc); 3.abc=null; 4.System.out.println("before gc:"+abcWeakRef.get()); 5.System.gc(); 6.System.out.println("after gc:"+abcWeakRef.get());

运行结果:

before gc: abc

after gc: null

gc收集弱可及对象的执行过程和软可及一样，只是gc不会根据内存情况来决定是不是收集该对象。

如果你希望能随时取得某对象的信息，但又不想影响此对象的垃圾收集，那么你应该用Weak
Reference来记住此对象，而不是用一般的reference。

A obj = new A(); WeakReference wr = new WeakReference(obj); obj = null; //等待一段时间，obj对象就会被垃圾回收 　　... 　　if (wr.get()==null) { 　　System.out.println("obj 已经被清除了"); 　　} else { 　　System.out.println("obj 尚未被清除，其信息是 "+obj.toString()); 　　} 　　... }

在此例中，透过 get() 可以取得此 Reference 的所指到的对象，如果返回值为 null 的话，代表此对象已经被清除。

这类的技巧，在设计 Optimizer 或 Debugger 这类的程序时常会用到，因为这类程序需要取得某对象的信息，但是不可以 影响此对象的垃圾收集。

PhantomRefrence(虚引用)

虚顾名思义就是没有的意思，建立虚引用之后通过get方法返回结果始终为null,通过源代码你会发现,虚引用通向会把引用的对象写进referent,只是get方法返回结果为null.先看一下和gc交互的过程在说一下他的作用.

1 不把referent设置为null, 直接把heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable).

2 与软引用和弱引用不同, 先把PhantomRefrence对象添加到它的ReferenceQueue中.然后在释放虚可及的对象.

你会发现在收集heap中的new String("abc")对象之前,你就可以做一些其他的事情.通过以下代码可以了解他的作用.

Java代码 1.import java.lang.ref.PhantomReference; 2.import java.lang.ref.Reference; 3.import java.lang.ref.ReferenceQueue; 4.import java.lang.reflect.Field; 5. 6.public class Test { 7. public static boolean isRun= true; 8. 9. public static voidmain(String[] args) throws Exception { 10. String abc =new String("abc"); 11. System.out.println(abc.getClass()+ "@" + abc.hashCode()); 12. finalReferenceQueue referenceQueue = newReferenceQueue<String>(); 13. new Thread(){ 14. public voidrun() { 15. while(isRun) { 16. Object o =referenceQueue.poll(); 17. if (o !=null) { 18. try{ 19. Fieldrereferent = Reference.class 20. .getDeclaredField("referent"); 21. rereferent.setAccessible(true); 22. Objectresult = rereferent.get(o); 23. System.out.println("gc will collect:" 24. +result.getClass() + "@" 25. +result.hashCode()); 26. } catch(Exception e) { 27. 28. e.printStackTrace(); 29. } 30. } 31. } 32. } 33. }.start(); 34. PhantomReference<String>abcWeakRef = newPhantomReference<String>(abc, 35. referenceQueue); 36. abc =null; 37. Thread.currentThread().sleep(3000); 38. System.gc(); 39. Thread.currentThread().sleep(3000); 40. isRun =false; 41. } 42. 43.}

结果为

class java.lang.String@96354

gc will collect:classjava.lang.String@96354