5. Java的四種引用，強弱軟虛，用到的場景。
1、強引用（StrongReference）
強引用是使用最普遍的引用。如果一個物件具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。如下：
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Object o=new Object(); // 強引用 |
當記憶體空間不足，Java虛擬機器寧願丟擲OutOfMemoryError錯誤，使程式異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的物件來解決記憶體不足的問題。如果不使用時，要通過如下方式來弱化引用，如下：
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o=null; // 幫助垃圾收集器回收此物件 |
顯式地設定o為null，或超出物件的生命週期範圍，則gc認為該物件不存在引用，這時就可以回收這個物件。具體什麼時候收集這要取決於gc的演算法。
舉例：
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public void test(){ Object o=new Object(); // 省略其他操作 } |
在一個方法的內部有一個強引用，這個引用儲存在棧中，而真正的引用內容（Object）儲存在堆中。當這個方法執行完成後就會退出方法棧，則引用內容的引用不存在，這個Object會被回收。
但是如果這個o是全域性的變數時，就需要在不用這個物件時賦值為null，因為強引用不會被垃圾回收。
強引用在實際中有非常重要的用處，舉個ArrayList的實現原始碼：
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private transient Object[] elementData; public void clear() { modCount++; // Let gc do its work for (int i = 0; i < size; i++) elementData[i] = null; size = 0; } |
在ArrayList類中定義了一個私有的變數elementData陣列，在呼叫方法清空陣列時可以看到為每個陣列內容賦值為null。不同於elementData=null，強引用仍然存在，避免在後續呼叫 add()等方法新增元素時進行重新的記憶體分配。使用如clear()方法中釋放記憶體的方法對陣列中存放的引用型別特別適用，這樣就可以及時釋放記憶體。
2、軟引用（SoftReference）
如果一個物件只具有軟引用，則記憶體空間足夠，垃圾回收器就不會回收它；如果記憶體空間不足了，就會回收這些物件的記憶體。只要垃圾回收器沒有回收它，該物件就可以被程式使用。軟引用可用來實現記憶體敏感的快取記憶體。
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String str=new String("abc"); // 強引用 SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str); // 軟引用 |
當記憶體不足時，等價於：
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If(JVM.記憶體不足()) { str = null; // 轉換為軟引用 System.gc(); // 垃圾回收器進行回收 } |
虛引用在實際中有重要的應用，例如瀏覽器的後退按鈕。按後退時，這個後退時顯示的網頁內容是重新進行請求還是從快取中取出呢？這就要看具體的實現策略了。
（1）如果一個網頁在瀏覽結束時就進行內容的回收，則按後退檢視前面瀏覽過的頁面時，需要重新構建
（2）如果將瀏覽過的網頁儲存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位
這時候就可以使用軟引用
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Browser prev = new Browser(); // 獲取頁面進行瀏覽 SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 瀏覽完畢後置為軟引用 if(sr.get()!=null){ rev = (Browser) sr.get(); // 還沒有被回收器回收，直接獲取 }else{ prev = new Browser(); // 由於記憶體吃緊，所以對軟引用的物件回收了 sr = new SoftReference(prev); // 重新構建 } |
這樣就很好的解決了實際的問題。
軟引用可以和一個引用佇列（ReferenceQueue）聯合使用，如果軟引用所引用的物件被垃圾回收器回收，Java虛擬機器就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用佇列中。
3、弱引用（WeakReference）
弱引用與軟引用的區別在於：只具有弱引用的物件擁有更短暫的生命週期。在垃圾回收器執行緒掃描它所管轄的記憶體區域的過程中，一旦發現了只具有弱引用的物件，不管當前記憶體空間足夠與否，都會回收它的記憶體。不過，由於垃圾回收器是一個優先順序很低的執行緒，因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的物件。
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String str=new String("abc"); WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str); str=null; |
當垃圾回收器進行掃描回收時等價於：
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str = null; System.gc(); |
如果這個物件是偶爾的使用，並且希望在使用時隨時就能獲取到，但又不想影響此物件的垃圾收集，那麼你應該用 Weak Reference 來記住此物件。
下面的程式碼會讓str再次變為一個強引用：
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String abc = abcWeakRef.get(); |
弱引用可以和一個引用佇列（ReferenceQueue）聯合使用，如果弱引用所引用的物件被垃圾回收，Java虛擬機器就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用佇列中。
當你想引用一個物件，但是這個物件有自己的生命週期，你不想介入這個物件的生命週期，這時候你就是用弱引用。
這個引用不會在物件的垃圾回收判斷中產生任何附加的影響。
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public class ReferenceTest { private static ReferenceQueue<VeryBig> rq = new ReferenceQueue<VeryBig>(); public static void checkQueue() { Reference<? extends VeryBig> ref = null; while ((ref = rq.poll()) != null) { if (ref != null) { System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id); } } } public static void main(String args[]) { int size = 3; LinkedList<WeakReference<VeryBig>> weakList = new LinkedList<WeakReference<VeryBig>>(); for (int i = 0; i < size; i++) { weakList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq)); System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast()); } System.gc(); try { // 下面休息幾分鐘，讓上面的垃圾回收執行緒執行完成 Thread.currentThread().sleep(6000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } checkQueue(); } } class VeryBig { public String id; // 佔用空間,讓執行緒進行回收 byte[] b = new byte[2 * 1024]; public VeryBig(String id) { this.id = id; } protected void finalize() { System.out.println("Finalizing VeryBig " + id); } } class VeryBigWeakReference extends WeakReference<VeryBig> { public String id; public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue<VeryBig> rq) { super(big, rq); this.id = big.id; } protected void finalize() { System.out.println("Finalizing VeryBigWeakReference " + id); } } |
最後的輸出結果為：
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Just created weak: [email protected] Just created weak: [email protected] Just created weak: [email protected] Finalizing VeryBig Weak 2 Finalizing VeryBig Weak 1 Finalizing VeryBig Weak 0 In queue: Weak 1 In queue: Weak 2 In queue: Weak 0 |
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，虛引用並不會決定物件的生命週期。如果一個物件僅持有虛引用，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器回收。
虛引用主要用來跟蹤物件被垃圾回收器回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在於：虛引用必須和引用佇列（ReferenceQueue）聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個物件時，如果發現它還有虛引用，就會在回收物件的記憶體之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用佇列中。
5、總結
Java4種引用的級別由高到低依次為：
強引用 > 軟引用 > 弱引用 > 虛引用
通過圖來看一下他們之間在垃圾回收時的區別：
當垃圾回收器回收時，某些物件會被回收，某些不會被回收。垃圾回收器會從根物件Object來標記存活的物件，然後將某些不可達的物件和一些引用的物件進行回收，如果對這方面不是很瞭解，可以參考如下的文章：
通過表格來說明一下，如下：
參考文獻：