美團一面：說一說Java中的四種引用類型？

引言在JDK1.2之前Java並沒有提供軟引用、弱引用和虛引用這些高級的引用類型。而是提供了一種基本的引用類型，稱為Reference。並且當時Java中的對象只有兩種狀態：被引用和未被引用。當一個對象被引用時，它將一直存在於記憶體中，直到它不再被任何引用指向時，才會被垃圾回收器回收。而被引用也就是 ...

引言

在JDK1.2之前Java並沒有提供軟引用、弱引用和虛引用這些高級的引用類型。而是提供了一種基本的引用類型，稱為Reference。並且當時Java中的對象只有兩種狀態：被引用和未被引用。當一個對象被引用時，它將一直存在於記憶體中，直到它不再被任何引用指向時，才會被垃圾回收器回收。而被引用也就是強引用。

而在JDK1.2之後對引用的概念進行了擴充，分為了強引用(StrongReference)、軟引用(SoftReference)、弱引用(WeakReference)和虛引用(PhantomReference)，這4種引用的強度依次減弱。他們的關係如下如：

強引用

強引用是Java中最常見的引用類型。當你創建一個對象並將其賦值給一個變數時，這個變數會持有該對象的強引用。

Order order = new Order(); // 只要order還指向Order對象，那麼Order對象就不會被回收
order = null; // 強引用都被設置為 null 時，不可達，則Order對象被回收

只要存在強引用指向對象，垃圾回收器將永遠不會回收該對象，即使記憶體不足也不會回收。這可能導致記憶體溢出，因為即使記憶體不足，JVM也不會回收強引用對象。當強引用都被設置為null時，對象變成不可達狀態，垃圾回收器會在適當的時候將其回收。

比如以下示例，我們創建一個2M的數組，但是我們設置JVM參數：-Xms2M -Xmx3M，將JVM的初始記憶體設為2M，最大可用記憶體為3M。

public static void main(String[] args) {  
    //定義一個2M的數組  
    byte[] objects = new byte[1024 * 1024 * 2];  
}

此時我們執行方法後，發現報錯：

對於強引用，即使記憶體不夠使用，直接報錯OOM，強引用也不會被回收。

對於強引用，就好比生活中，當我們擁有家裡的鑰匙時，我們可以隨時進入你的家，即使我們不需要進入，也能確保我們可以進入。鑰匙是我們進入家的強引用。只有當我們不再擁有鑰匙時，我們才無法進入家，類似於當沒有強引用指向一個對象時，該對象才能被垃圾回收。

軟引用

在JDK1.2之後，用java.lang.ref.SoftReference類來表示軟引用。軟引用允許對象在記憶體不足時被垃圾回收器回收。如果一個對象只有軟引用指向它，當系統記憶體不足時，垃圾回收器會嘗試回收這些對象來釋放記憶體，如果回收了軟引用對象之後仍然沒有足夠的記憶體，才會拋出記憶體溢出異常。軟引用適用於需要緩存大量對象，但又希望在記憶體不足時釋放部分對象以避免記憶體溢出的情況，用於實現緩存時，當記憶體緊張時，可以釋放部分緩存對象以保證系統的穩定性。

以下示例我們設置JVM參數為：-Xms3M -Xmx5M，然後連續創建了10個大小為1M的位元組數組，並賦值給了軟引用，然後迴圈遍歷將這些對象列印出來。

private static final List<Object> list = Lists.newArrayList();  
  
public static void main(String[] args) {  
    IntStream.range(0, 10).forEach(i -> {  
        byte[] buff = new byte[1024 * 1024];  
        SoftReference<byte[]> sr = new SoftReference<>(buff);  
        list.add(sr);  
    });  
  
    System.gc(); // 主動通知垃圾回收  
  
    list.forEach(l -> {  
        Object obj = ((SoftReference<?>) l).get();  
        System.out.println("Object: " + obj);  
    });  
}

然後我們執行代碼之後：

對於列印結果中，只有最後一個對象保留了下來，其他的obj全都被置空回收了。即說明瞭在記憶體不足的情況下，軟引用將會被自動回收。

對於弱引用，就像我們醫葯箱里的備用藥，當我們需要藥品時，我們會先看看醫葯箱里是否有備用藥。如果醫葯箱里有足夠的藥品（記憶體足夠），我們就可以使用備用藥；但如果醫葯箱里的備用藥不夠了（記憶體不足），我們可能會去藥店購買。在記憶體不足時，垃圾回收器可能會回收軟引用對象，類似於我們在醫葯箱里的備用藥被用完時去藥店購買。

弱引用

JDK1.2之後，用java.lang.ref.WeakReference來表示弱引用。弱引用與軟引用類似，但強度更弱。即使記憶體足夠，只要沒有強引用指向一個對象，垃圾回收器就可以隨時回收該對象。弱引用適用於需要臨時引用對象的場景，如臨時緩存或臨時存儲對象。也可以用於解決對象之間的迴圈引用問題，避免記憶體泄漏。

對於上述示例中，我們將數組賦值給弱引用

private static final List<Object> list = Lists.newArrayList();  
  
public static void main(String[] args) {  
    IntStream.range(0, 10).forEach(i -> {  
        byte[] buff = new byte[1024 * 1024];  
        WeakReference<byte[]> sr = new WeakReference<>(buff);  
        list.add(sr);  
    });  
  
    System.gc(); // 主動通知垃圾回收  
  
    list.forEach(l -> {  
        Object obj = ((WeakReference<?>) l).get();  
        System.out.println("Object: " + obj);  
    });  
}

執行結果發現所有的對象都是null，即都被回收了。

對於弱引用，就像我們正在旅行，使用一張一次性地圖。我們只在需要導航時使用地圖，一旦旅行結束，我們就不再需要地圖了。這時我們可以選擇扔掉地圖，類似於弱引用，在垃圾回收器運行時，無論記憶體是否充足，對象都可能被回收。

虛引用

在 JDK1.2之後，用java.lang.ref.PhantomReference類來表示虛引用。虛引用是最弱的引用類型，它幾乎對對象沒有任何影響，不能通過虛引用獲取對象，也不能通過它來阻止對象被垃圾回收。從源碼中可以看出它只有一個構造函數和一個 get() 方法，而且它的 get() 方法僅僅是返回一個null，也就是說將永遠無法通過虛引用來獲取對象，虛引用必須要和 ReferenceQueue 引用隊列一起使用。