JVM虚拟机（五）强引用、软引用、弱引用、虚引用

引文：

在 Java 中一共存在 4 种引用：强、软、弱、虚。它们主要指的是，在进行垃圾回收的时候，对于不同的引用垃圾回收的情况是不一样的。下面我们就一起来看一下这 4 种引用。

一、强引用

强引用：只有所有 GC Root 对象都不通过【强引用】引用该对象，该对象才能被垃圾回收。

强引用是比较常见的，比如说下面这段代码种，这个 user 就是强引用：

User user = new User();

强引用的特点有哪些呢？如下图所示：

现在有一个 GC Root，我们之前讲过 GC Root 是用来定位哪些对象是存活的。

• 假如说 GC Root 关联到了 User 对象，那就证明这个 User 对象是存活的，则这个 User 对象一直都不会被垃圾回收，即使出现了内存不足，抛出 OOM 异常，也不会回收强引用的对象。
• 只有当 GC Root 不再关联 User 对象，那这个对象才有可能会被垃圾回收器进行回收。

以上就是强引用的特点。

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二、软引用

软引用：仅有软引用引用该对象时，在垃圾回收后，内存仍不足时会再次触发垃圾回收。

我们先来看一段代码：

User user = new User();
SoftReference softReference = new SoftReference(user);

在这段代码中，我们先创建了一个 User 对象，然后又创建了一个 SoftReference 对象并且包装了 User 对象。它们的关系如下图所示：

首先 GC Root 能够关联到 SoftReference 对象，然后当前的 SoftReference 又会关联 User 对象。大家注意，SoftReference 对象和 User 对象之间的关联是使用的虚线，因为这种关联属于软引用。

在进行垃圾回收的时候，一开始并不会对 user 对象进行垃圾回收。由于 user 对象是一个软引用，如果在第一次垃圾回收之后内存还是不够，马上又进行了一次垃圾回收，这个时候软引用 User 对象就会被垃圾回收器回收了。

以上就是软引用的介绍，它必须配合 SoftReference 进行使用。

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三、弱引用

弱引用：仅有弱引用引用该对象时，在垃圾回收的时候，无论内存是否充足，都会回收弱引用对象。

弱引用和软引用的使用有些类似，我们来看这样一段代码：

User user = new User();
WeakReference weakReference = new WeakReference(user);

在这段代码中，先创建了一个 User 对象，然后创建了一个 WeakReference 对象并且包装了 User 对象，他们的关系如下图所示：

首先，GC Root 关联到的是 WeakReference 对象，然后由 WeakReference 对象去关联了 User 对象，这里也是用虚线表示的。目前这个 User 对象就是一个弱引用。

在进行垃圾回收的时候。一旦内存不够用了，User 对象作为一个弱引用对象，就会被垃圾回收器回收掉。

关于弱引用有一个经典的例子，就是 ThreaLocal 内存泄露的问题：

在 ThreadLocal 中有一个 Entry 对象，它继承了 WeakReference，然后在构造函数里面调用了 super(k) 方法，也就表示了当前构造函数中的 ThreadLocal<?> 是一个弱引用，一旦内存不够的时候进行了垃圾回收，就会把 k 对象回收掉。但是 value 使用的是 = 进行赋值，就是一个强引用，并不会被垃圾回收器进行回收。所以说这块儿就可能产生内存泄漏。

以上就是弱引用的说明。

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四、虚引用

虚引用：必须配合引用队列使用，被引用对象回收时，会将虚引用入队，由 Reference Handler 线程调用虚引用相关方法释放直接内存。

为了方便理解，我们来看这样一段代码：

User user = new User();
ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();
PhantomReference phantomReference = new PhantomReference(user, referenceQueue);

在这段代码中，先创建了一个 User 对象，然后创建了一个 ReferenceQueue 对象（就是一个引用队列），最后创建了一个 PhantomReference 对象并且包装了 User 对象和 ReferenceQueue 对象。它们之间的关系如下图所示：

首先，GC Root 直接关联的是 PhantomReference 虚引用对象，一个是 X，另一个是 Y。这两个 PhantomReference 对象分别去引用了 User1 对象和 User2 对象。

大家可能会想，这里面哪里能体现 ReferenceQueue 队列呢？是这样的，将来如果发生了垃圾回收，把 User1 和 User2 这两个对象回收掉了，那么 PhantomReference 虚引用对象本身在进行垃圾回收发生的时候，会把虚引用对象 X 和 Y 加入到 ReferenceQueue 引用队列中，如下图所示：

把 X 和 Y 虚引用对象加入到 ReferenceQueue 引用队列中之后，引用队列就会配合 Reference Handler 这个线程来去释放虚引用对象所关联的一些外部资源。

比如说 User1 和 User2 已经被垃圾回收掉了，但是回收这两个对象只是释放了 Java 的堆内存资源，它们在使用的过程中有可能会使用一些外部的资源，这些外部资源有可能不是 Java 的内存，有可能使用的是系统的直接内存，那这些内存什么时候释放呢？这些内存必须要等 Java 对象回收掉之后，才能去释放这些外部的资源内存。所以说就需要把这些虚引用对象放入到引用队列中，先记录哪些对象被回收了，然后由 Reference Handler 根据队列的内容去回收资源就可以了。比如我们示例中的 X 和 Y 两个虚引用对象，它们关联的 User 对象已经被回收掉了，这个时候我们也应该把 X 和 Y 对应的外部资源进行释放，有一个专门的线程来进行释放，就叫 Reference Handler。它就会去从引用队列中不断地把这些虚引用对象 X 和 Y 取出来，然后把它们占用的外部资源进行释放。

以上就是虚引用对象的说明了，它需要配合 ReferenceQueue 引用队列才能使用。

补充： 软引用和弱引用也可以通过引用队列去释放自身的资源。

下面我们总结一下这四种引用类型。

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五、总结

强引用、软引用、弱引用、虚引用的区别？

• 强引用：比较常见，只要 GC Root 能关联到，就不会被回收。
• 软引用：需要配合 SoftReference 使用，当垃圾被多次回收，内存依然不够的时候会回收软引用对象。
• 弱引用：需要配合 WeakReference 使用，只要进行了垃圾回收，就会把弱引用对象回收。
• 虚引用：必须配合引用队列使用，被引用对象回收时，会将虚引用入队，由 Reference Handler 线程调用虚引用相关方法释放直接内存等外部资源。

整理完毕，完结撒花~🌻