4.强引用、软引用、弱引用、虚引用分别是什么?

说明

本文目录前是相关视频的名字和具体视频中思维导图的名字

题目

4.强引用、软引用、弱引用、虚引用分别是什么?

Person p = new Person()

在等号的左边，就是一个对象的引用，存储在栈中

而等号右边，就是实例化的对象，存储在堆中

其实这样的一个引用关系，就被称为强引用

整体架构

72_强引用Reference

强引用(默认支持模式)

当内存不足的时候，JVM开始垃圾回收，对于强引用的对象，就算是出现了OOM也不会对该对象进行回收，打死也不回收~！

强引用是我们最常见的普通对象引用，只要还有一个强引用指向一个对象，就能表明对象还“活着”，垃圾收集器不会碰这种对象。在Java中最常见的就是强引用，把一个对象赋给一个引用变量，这个引用变量就是一个强引用。当一个对象被强引用变量引用时，它处于可达状态，它是不可能被垃圾回收机制回收的，即使该对象以后永远都不会被用到，JVM也不会回收，因此强引用是造成Java内存泄漏的主要原因之一。

对于一个普通的对象，如果没有其它的引用关系，只要超过了引用的作用于或者显示地将相应（强）引用赋值为null，一般可以认为就是可以被垃圾收集的了（当然具体回收时机还是要看垃圾回收策略）

case

package references4;

/**
 * @author CSDN@日星月云
 * @date 2022/10/12 16:37
 */
public class StrongReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 这样定义的默认就是强应用
        Object obj1 = new Object();
        // 使用第二个引用，指向刚刚创建的Object对象
        Object obj2 = obj1;
        // 置空
        obj1 = null;
        // 垃圾回收
        System.gc();
        System.out.println(obj1);
        System.out.println(obj2);
    }
}

null
java.lang.Object@1b6d3586

73_软引用SoftReference

软引用

软引用是一种相对弱化了一些的引用，需要用Java.lang.ref.SoftReference类来实现，可以让对象豁免一些垃圾收集，

对于只有软引用的对象来讲：

当系统内存充足时，它不会被回收

当系统内存不足时，它会被回收

软引用通常在对内存敏感的程序中，比如高速缓存就用到了软引用，内存够用的时候就保留，不够用就回收

package references4;

import java.lang.ref.SoftReference;

/**
 * @author CSDN@日星月云
 * @date 2022/10/12 21:24
 */
public class SoftReferenceDemo {
    /**
     * 内存够用的时候就保留，不够用就回收
     */
    public static void softRefMemoryEnough() {
        // 创建一个强应用
        Object o1 = new Object();
        // 创建一个软引用
        SoftReference<Object> softReference = new SoftReference<>(o1);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(softReference.get());

        o1 = null;
        // 手动GC
        System.gc();

        System.out.println(o1);
        System.out.println(softReference.get());
    }

    /**
     * JVM配置，故意产生大对象并配置小的内存，让它的内存不够用了导致OOM，看软引用的回收情况
     * -Xms5m -Xmx5m -XX:+PrintGCDetails
     */
    public static void softRefMemoryNoEnough() {

        System.out.println("========================");
        // 创建一个强应用
        Object o1 = new Object();
        // 创建一个软引用
        SoftReference<Object> softReference = new SoftReference<>(o1);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(softReference.get());

        o1 = null;

        // 模拟OOM自动GC
        try {
            // 创建30M的大对象
            byte[] bytes = new byte[30 * 1024 * 1024];
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(o1);
            System.out.println(softReference.get());
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

//        softRefMemoryEnough();

        /*
        java.lang.Object@1b6d3586
        java.lang.Object@1b6d3586
        null
        java.lang.Object@1b6d3586
         */


        softRefMemoryNoEnough();

        /*
        java.lang.Object@1b6d3586
        java.lang.Object@1b6d3586
        GC
        null
        null
        OutOfMemoryError: Java heap space
         */

    }
}

74_弱引用WeakReference

弱引用

不管内存是否够，只要有GC操作就会进行回收

弱引用需要用 java.lang.ref.WeakReference 类来实现，它比软引用生存期更短

对于只有弱引用的对象来说，只要垃圾回收机制一运行，不管JVM的内存空间是否足够，都会回收该对象占用的空间。

case

package references4;

import java.lang.ref.WeakReference;

/**
 * @author CSDN@日星月云
 * @date 2022/10/12 21:32
 */
public class WeakReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o1=new Object();
        WeakReference<Object> weakReference=new WeakReference<>(o1);
        System.out.println(o1);
        System.out.println(weakReference.get());
        
        o1=null;
        System.gc();
        System.out.println("========");

        System.out.println(o1);
        System.out.println(weakReference.get());
        //null
        //null
    }
}

75_软引用和弱引用的适用场景

软引用和弱引用的适用场景

假如有一个应用需要读取大量的本地图片

如果每次读取图片都从硬盘读取则会严重影响性能
如果一次性全部加载到内存中，又可能造成内存溢出
此时使用软引用可以解决这个问题

设计思路：使用HashMap来保存图片的路径和相应图片对象关联的软引用之间的映射关系，在内存不足时，JVM会自动回收这些缓存图片对象所占的空间，从而有效地避免了OOM的问题

Map<String, SoftReference<String>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();

76_WeakHashMap案例演示和解析

你知道弱引用的话，能谈谈WeakHashMap吗?

package references4;

import java.util.HashMap;
import java.util.WeakHashMap;

/**
 * @author CSDN@日星月云
 * @date 2022/10/12 21:41
 */
public class WeakHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        myHashMap();
        System.out.println("==========");
        myWeakHashMap();
    }


    private static void myHashMap() {
        HashMap<Integer,String> map=new HashMap<>();
        Integer key=new Integer(1);
        String value="HashMap";

        map.put(key,value);
        System.out.println(map);//{1=HashMap}

        key=null;
        System.out.println(map);//{1=HashMap}

        System.gc();
        System.out.println(map+"\t"+map.size());//{1=HashMap}   1

    }

    private static void myWeakHashMap() {
        WeakHashMap<Integer,String> map=new WeakHashMap<>();
        Integer key=new Integer(2);
        String value="WeakHashMap";

        map.put(key,value);
        System.out.println(map);//{2=WeakHashMap}

        key=null;
        System.out.println(map);//{2=WeakHashMap}

        System.gc();
        System.out.println(map+"\t"+map.size());//{}   0
    }

}

77_虚引用简介

虚引用

虚引用需要java.lang.ref.PhantomReference类来实现。

顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。
如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收，它不能单独使用也不能通过它访问对象，虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用。

虚引用的主要作用是跟踪对象被垃圾回收的状态。仅仅是提供了一种确保对象被finalize以后，做某些事情的机制。
PhantomReference的get方法总是返回nul，因此无法访问对应的引用对象。其意义在于说明一个对象已经进入finalization阶段，可以被gc回收，用来实现比finalization机制更灵活的回收操作。

换句话说，设置虚引用关联的唯一目的，就是在这个对象被收集器回收的时候收到一个系统通知或者后续添加进一步的处理。Java技术允许使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。

引用队列

78_ReferenceQueue引用队列介

case

package references4;

import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.WeakReference;

/**
 * @author CSDN@日星月云
 * @date 2022/10/12 21:58
 */
public class ReferenceQueueDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object o1=new Object();
        ReferenceQueue<Object>  referenceQueue=new ReferenceQueue();
        WeakReference<Object> weakReference=new WeakReference<>(o1,referenceQueue);

        System.out.println(o1);//java.lang.Object@1b6d3586
        System.out.println(weakReference.get());//java.lang.Object@1b6d3586
        System.out.println(referenceQueue.poll());//null

        System.out.println("=========");
        o1=null;
        System.gc();
        Thread.sleep(500);

        System.out.println(o1);//null
        System.out.println(weakReference.get());//null
        System.out.println(referenceQueue.poll());//java.lang.ref.WeakReference@4554617c

    }
}

从这里我们能看到，在进行垃圾回收后，我们弱引用对象，也被设置成null，但是在队列中还能够导出该引用的实例，这就说明在回收之前，该弱引用的实例被放置引用队列中了，我们可以通过引用队列进行一些后置操作

79_虚引用PhantomReference

case

package references4;

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

/**
 * @author CSDN@日星月云
 * @date 2022/10/12 22:03
 * Java提供了4种川用类型，在垃圾何收的时候，都有自己各自的特点.
 * ReferenceQueue是用来配合引用工作的，没有ReferenceQueue一样可以运行。
 *
 * 创建引用的时候可以指定关联的队列，当GC释放对象内存的时候，会将引用加入到引用队列,
 * 如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动
 * 这相当于是一种通知机制。
 *
 * 当关联的引用队列中有数据的时候，意味着引用指向的堆内存中的对象被回收。通过这种方式，JWN允许我们在对象被销毁后，
 * 做一些我们自己想做的事情。
 *
 */
public class PhantomReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object o1=new Object();
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue=new ReferenceQueue();
        PhantomReference<Object> phantomReference=new PhantomReference<>(01,referenceQueue);
        System.out.println(o1);//java.lang.Object@1b6d3586
        System.out.println(phantomReference.get());//null
        System.out.println(referenceQueue.poll());//null

        System.out.println("=================");
        o1=null;
        System.gc();
        Thread.sleep(500);

        System.out.println(o1);//null
        System.out.println(phantomReference.get());//null
        System.out.println(referenceQueue.poll());//hashcode null

    }
}

80_GCRoots和四大引用小总结

GCRoots和四大引用小总结

红色部分在垃圾回收之外，也就是强引用的

蓝色部分：属于软引用，在内存不够的时候，才回收

虚引用和弱引用：每次垃圾回收的时候，都会被干掉，但是它在干掉之前还会存在引用队列中，我们可以通过引用队列进行一些通知机制

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