Java中的四种引用类型详解 • 知之愈多，未知亦夥

Java 中的四种引用类型

在 Java 中,有四种引用类型,用于管理内存中的对象生命周期和垃圾回收机制。这四种引用类型分别是强引用(Strong Reference),软引用(Soft Reference),弱引用(Weak Reference)和虚引用(Phantom Reference)。每种引用类型在内存管理和垃圾回收方面都有不同的用途和特点。

1. 强引用(Strong Reference)

描述: 强引用是 Java 中最常见的引用类型。如果一个对象具有强引用,那么垃圾回收器绝不会回收该对象。

特点:

当内存不足时,JVM 会抛出 OutOfMemoryError,也不会回收强引用指向的对象。
强引用是默认的引用类型。

示例代码:

String str = new String("Hello, World!"); // str 是一个强引用

2. 软引用(Soft Reference)

描述: 软引用在内存不足时会被垃圾回收器回收。它适合用来实现内存敏感的缓存机制。

特点:

当内存充足时,不会回收软引用指向的对象。
当内存不足时,会回收软引用指向的对象,以避免 OutOfMemoryError。
软引用在垃圾回收前会被加入到一个引用队列(Reference Queue)中,供程序进一步处理。

示例代码:

import java.lang.ref.SoftReference;

public class SoftReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("Hello, World!");
        SoftReference<String> softRef = new SoftReference<>(str);

        str = null; // 现在只有软引用指向该对象
        System.gc(); // 建议垃圾回收

        if (softRef.get() != null) {
            System.out.println("对象未被回收");
        } else {
            System.out.println("对象已被回收");
        }
    }
}

3. 弱引用(Weak Reference)

描述: 弱引用在下一次垃圾回收时会被回收。它适合用来实现一些内存敏感的缓存和映射机制,如 WeakHashMap。

特点:

无论内存是否充足,下一次垃圾回收时,弱引用指向的对象都会被回收。
弱引用在垃圾回收前会被加入到一个引用队列(Reference Queue)中,供程序进一步处理。

示例代码:

import java.lang.ref.WeakReference;

public class WeakReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("Hello, World!");
        WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<>(str);

        str = null; // 现在只有弱引用指向该对象
        System.gc(); // 建议垃圾回收

        if (weakRef.get() != null) {
            System.out.println("对象未被回收");
        } else {
            System.out.println("对象已被回收");
        }
    }
}

4. 虚引用(Phantom Reference)

描述: 虚引用不能通过 get() 方法访问对象。它主要用于跟踪对象被垃圾回收的状态。

特点:

虚引用本身并不决定对象的生命周期。
在对象被回收时,虚引用会被加入到一个引用队列(Reference Queue)中,通过处理引用队列,可以执行一些清理工作。
虚引用适用于需要在对象被垃圾回收后执行一些特定操作的场景。

示例代码:

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;

public class PhantomReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("Hello, World!");
        ReferenceQueue<String> refQueue = new ReferenceQueue<>();
        PhantomReference<String> phantomRef = new PhantomReference<>(str, refQueue);

        str = null; // 现在只有虚引用指向该对象
        System.gc(); // 建议垃圾回收

        if (phantomRef.get() != null) {
            System.out.println("对象未被回收");
        } else {
            System.out.println("对象已被回收");
        }

        if (refQueue.poll() != null) {
            System.out.println("虚引用已被加入引用队列");
        } else {
            System.out.println("虚引用未被加入引用队列");
        }
    }
}

总结

强引用: 最常见的引用类型,不会被垃圾回收。
软引用: 适用于实现内存敏感的缓存,当内存不足时会被回收。
弱引用: 适用于实现内存敏感的映射,如 WeakHashMap,在下一次垃圾回收时会被回收。
虚引用: 用于跟踪对象的垃圾回收状态,在对象被回收后会被加入引用队列,不能通过 get() 方法访问对象。

选择适当的引用类型可以帮助更有效地管理内存,优化应用程序的性能和可靠性。