Java 關于強引用，軟引用，弱引用和虛引用的差別與用法

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一、概述：

衆所周知，Java中是JVM負責記憶體的配置設定和回收，這是它的優點（使用友善，程式不用再像使用c那樣操心記憶體），但同時也是它的缺點（不夠靈活）。為了解決記憶體操作不靈活這個問題，可以采用軟引用等方法。

在JDK1.2以前的版本中，當一個對象不被任何變量引用，那麼程式就無法再使用這個對象。也就是說，隻有對象處于可觸及狀态，程式才能使用它。這 就像在日常生活中，從商店購買了某樣物品後，如果有用，就一直保留它，否則就把它扔到垃圾箱，由清潔勞工收走。一般說來，如果物品已經被扔到垃圾箱，想再 把它撿回來使用就不可能了。

但有時候情況并不這麼簡單，你可能會遇到類似雞肋一樣的物品，食之無味，棄之可惜。這種物品現在已經無用了，保留它會占空間，但是立刻扔掉它也不劃算，因 為也許将來還會派用場。對于這樣的可有可無的物品，一種折衷的處理辦法是：如果家裡空間足夠，就先把它保留在家裡，如果家裡空間不夠，即使把家裡所有的垃 圾清除，還是無法容納那些必不可少的生活用品，那麼再扔掉這些可有可無的物品。

從JDK1.2版本開始，把對象的引用分為四種級别，進而使程式能更加靈活的控制對象的生命周期。這四種級别由高到低依次為：強引用、軟引用、弱引用和虛引用。

二、具體描述：

1．強引用

以前我們使用的大部分引用實際上都是強引用，這是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那就類似于必不可少的生活用品，垃圾回收器絕不會回收它。當記憶體空間不足，Java虛拟機甯願抛出OutOfMemoryError錯誤，使程式異常終止，也不會靠随意回收具有強引用的對象來解決記憶體不足問題。 

如

 String str = "abc";
 List<String> list = new Arraylist<String>();
 list.add(str);      

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  在list集合裡的資料不會釋放，即使記憶體不足也不會
      

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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内容指派為null。不同于elementData=null，強引用仍然存在，避免在後續調用 add()等方法添加元素時進行重新的記憶體配置設定。使用如clear()方法中釋放記憶體的方法對數組中存放的引用類型特别适用，這樣就可以及時釋放記憶體。

2、軟引用（SoftReference）

如果一個對象隻具有軟引用，那就類似于可有可物的生活用品。如果記憶體空間足夠，垃圾回收器就不會回收它，如果記憶體空間不足了，就會回收這些對象的記憶體。隻要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程式使用。軟引用可用來實作記憶體敏感的高速緩存。

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，JAVA虛拟機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。 

如：

public class Test {  

    public static void main(String[] args){  
        System.out.println("開始");            
        A a = new A();            
        SoftReference<A> sr = new SoftReference<A>(a);  
        a = null;  
        if(sr!=null){  
            a = sr.get();  
        }  
        else{  
            a = new A();  
            sr = new SoftReference<A>(a);  
        }            
        System.out.println("結束");     
    }       

}  

class A{  
    int[] a ;  
    public A(){  
        a = new int[100000000];  
    }  
}        

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當記憶體足夠大時可以把數組存入軟引用，取資料時就可從記憶體裡取資料，提高運作效率

軟引用在實際中有重要的應用，例如浏覽器的後退按鈕。

按後退時，這個後退時顯示的網頁内容是重新進行請求還是從緩存中取出呢？這就要看具體的實作政策了。

（1）如果一個網頁在浏覽結束時就進行内容的回收，則按後退檢視前面浏覽過的頁面時，需要重新建構

（2）如果将浏覽過的網頁存儲到記憶體中會造成記憶體的大量浪費，甚至會造成記憶體溢出

這時候就可以使用軟引用

3．弱引用（WeakReference）

如果一個對象隻具有弱引用，那就類似于可有可物的生活用品。弱引用與軟引用的差別在于：隻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 所管轄的記憶體區域的過程中，一旦發現了隻具有弱引用的對象，不管目前記憶體空間足夠與否，都會回收它的記憶體。不過，由于垃圾回收器是一個優先級很低的線程， 是以不一定會很快發現那些隻具有弱引用的對象。

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虛拟機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。 

如：

Object c = new Car(); //隻要c還指向car object, car object就不會被回收
WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference(Car)(car);      

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當要獲得weak reference引用的object時, 首先需要判斷它是否已經被回收:

weakCar.get();      

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如果此方法為空, 那麼說明weakCar指向的對象已經被回收了.

下面來看一個例子:

public class Car {
  private double price;
  private String colour;

  public Car(double price, String colour){
    this.price = price;
    this.colour = colour;
  }

  public double getPrice() {
    return price;
  }
  public void setPrice(double price) {
    this.price = price;
  }
  public String getColour() {
    return colour;
  }
  public void setColour(String colour) {
    this.colour = colour;
  }

  public String toString(){
    return colour +"car costs $"+price;
  }

}


public class TestWeakReference {


  public static void main(String[] args) {

    Car car = new Car(22000,"silver");
    WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);

    int i=0;

    while(true){
      if(weakCar.get()!=null){
        i++;
        System.out.println("Object is alive for "+i+" loops - "+weakCar);
      }else{
        System.out.println("Object has been collected.");
        break;
      }
    }
  }

}      

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在上例中, 程式運作一段時間後, 程式列印出”Object has been collected.” 說明, weak reference指向的對象的被回收了.

如果要想打出的是 

Object is alive for “+i+” loops - “+weakCar

那麼隻要在這句話前面加上 

System.out.println(“car==== “+car); 

因為在此強引用了car對象

如果這個對象是偶爾的使用，并且希望在使用時随時就能擷取到，但又不想影響此對象的垃圾收集，那麼你應該用 Weak Reference 來記住此對象。

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産生任何附加的影響。

4．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，那麼它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收。虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個差別在于：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，就會在回收對象的記憶體之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。程式可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用，來了解被引用的對象是否将要被垃圾回收。程式如果發現某個虛引用已經被加入到引用隊列，那麼就可以在所引用的對象的記憶體被回收之前采取必要的行動。

特别注意，在實際程式設計中一般很少使用弱引用與虛引用，使用軟用的情況較多，這是因為軟引用可以加速JVM對垃圾記憶體的回收速度，可以維護系統的運作安全，防止記憶體溢出（OutOfMemory）等問題的産生。

總結：

強引用： 

String str = “abc”; 

list.add(str); 

軟引用： 

如果弱引用對象回收完之後，記憶體還是報警，繼續回收軟引用對象 

弱引用： 

如果虛引用對象回收完之後，記憶體還是報警，繼續回收弱引用對象 

虛引用： 

虛拟機的記憶體不夠使用，開始報警，這時候垃圾回收機制開始執行System.gc(); String s = “abc”;如果沒有對象回收了， 就回收沒虛引用的對象