Java中的强引用、软引用、弱引用和虚引用于JVM的垃圾采取机制
参考资料[*]https://juejin.cn/post/7123853933801373733
在 Java 中，引用范例分为四种：强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虚引用（Phantom Reference）。这些引用范例的重要区别在于它们怎样与垃圾采取器（GC）举行交互。
1. 强引用（Strong Reference）
界说：强引用是 Java 中最常见的引用范例。只要一个对象有强引用存在，垃圾采取器就不会采取这个对象。
示例：
String strongRef = new String("Hello, World!");
表明：
[*]在这段代码中，strongRef 是一个指向 String 对象的强引用。只要 strongRef 变量存在，并指向 String 对象，垃圾采取器就不会采取它。
2. 软引用（Soft Reference）
界说：软引用是一个在内存不敷时才会被垃圾采取的引用。它通常用于实现缓存，当内存不敷时，垃圾采取器会采取这些被软引用指向的对象。
示例：
import java.lang.ref.SoftReference;
String str = new String("This is a soft reference example");
SoftReference<String> softRef = new SoftReference<>(str);
// 使强引用失效
str = null;
表明：
[*]softRef 是指向 String 对象的软引用。
[*]一旦 str 置为 null，强引用消散，该对象仅通过 softRef 保持可达状态。
[*]当 JVM 发现内存不敷时，它大概会采取 softRef 指向的对象。
3. 弱引用（Weak Reference）
界说：弱引用是一个比软引用更弱的引用范例。弱引用的对象在垃圾采取过程中，只要发现弱引用，不管当前内存是否富足，都会被采取。
示例：
import java.lang.ref.WeakReference;
String str = new String("This is a weak reference example");
WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<>(str);
// 使强引用失效
str = null;
表明：
[*]weakRef 是指向 String 对象的弱引用。
[*]一旦 str 置为 null，强引用消散，该对象仅通过 weakRef 保持可达状态。
[*]在下次垃圾采取时，无论内存是否富足，垃圾采取器都会采取 weakRef 指向的对象。
4. 虚引用（Phantom Reference）
界说：虚引用（或幻影引用）是最弱的一种引用范例。一个对象不能通过虚引用得到其引用对象。虚引用重要用于跟踪对象被垃圾采取的过程。当一个对象只剩下虚引用时，在下一次垃圾采取时会被采取。同时，虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）一起利用。
示例：
import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
String str = new String("This is a phantom reference example");
ReferenceQueue<String> refQueue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<String> phantomRef = new PhantomReference<>(str, refQueue);
// 使强引用失效
str = null;
// 使用队列来检查虚引用对象是否被回收
if (phantomRef.isEnqueued()) {
System.out.println("Object is ready to be reclaimed by the garbage collector.");
}
表明：
[*]phantomRef 是指向 String 对象的虚引用，refQueue 是一个引用队列。
[*]一旦 str 被置为 null，对象仅通过 phantomRef 虚引用保持“存在”，但现实上已经无法通过该引用访问对象。
[*]在对象被垃圾采取后，phantomRef 会被参加到 refQueue 中，步伐可以通过 refQueue 得知对象已被采取。
ReferenceQueue 是 Java 中提供的一个队列，用于与软引用（SoftReference）、弱引用（WeakReference）、和虚引用（PhantomReference）等引用范例一起利用，以便在对象被垃圾采取时得到关照或做相应的整理工作。
ReferenceQueue 的作用
[*] 跟踪被采取的对象：ReferenceQueue 用来生存被垃圾采取器标记为可采取的引用对象。当一个对象被垃圾采取后，如果该对象的引用（软引用、弱引用或虚引用）关联了一个 ReferenceQueue，那么这个引用会被参加到 ReferenceQueue 中。
[*] 用于整理和资源管理：通过 ReferenceQueue，步伐可以在对象被采取时实行某些整理利用，比方开释外部资源、关闭文件等。特殊是虚引用（PhantomReference）必须和 ReferenceQueue 一起利用，由于虚引用的重要目标是资助检测对象的垃圾采取状态。
ReferenceQueue 的利用场景
[*] 缓存管理：团结软引用和弱引用利用，在内存不敷或对象无强引用的情况下，对象被垃圾采取器采取并参加到 ReferenceQueue，可用于从缓存中移除无用数据。
[*] 对象的生命周期管理：对于必要明确知道对象何时被垃圾采取的场景，可以利用虚引用和 ReferenceQueue，以便在对象被采取时实行某些特殊的整理利用。
示例：利用 ReferenceQueue
下面是一个利用 ReferenceQueue 和弱引用的简单示例：
import java.lang.ref.Reference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.WeakReference;
public class ReferenceQueueExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个引用队列
ReferenceQueue<String> refQueue = new ReferenceQueue<>();
// 创建一个字符串对象并将其封装在一个弱引用中，同时关联引用队列
String str = new String("Hello, ReferenceQueue");
WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<>(str, refQueue);
// 清除强引用
str = null;
// 手动调用垃圾回收器（这只是一个提示，GC 可能不会立即执行）
System.gc();
// 检查引用队列中是否有被回收的引用
Reference<? extends String> refFromQueue = refQueue.poll();
if (refFromQueue != null) {
System.out.println("The weakly referenced object has been garbage collected and the reference is in the queue.");
} else {
System.out.println("The object has not been garbage collected yet.");
}
}
}
代码表明
[*] 创建引用队列：ReferenceQueue<String> refQueue = new ReferenceQueue<>(); 创建了一个 ReferenceQueue 对象，用于生存被垃圾采取的引用。
[*] 创建弱引用：WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<>(str, refQueue); 创建一个指向 str 的弱引用，并将其与 refQueue 关联。
[*] 扫除强引用：通过 str = null; 扫除对对象的强引用，使得该对象仅被弱引用所引用。
[*] 手动触发 GC：调用 System.gc(); 提示垃圾采取器运行。请留意，这只是一个提示，垃圾采取器不肯定会立刻实行。
[*] 查抄引用队列：通过 refQueue.poll() 查抄引用队列中是否有被采取的引用，如果返回非 null 值，则表现对象已经被采取。
总结
[*]强引用：最常见的引用范例，不会被垃圾采取。
[*]软引用：在内存不敷时会被采取，实用于缓存。
[*]弱引用：在垃圾采取时会被采取，实用于对内存敏感的数据结构，如 WeakHashMap。
[*]虚引用：不能直接访问对象内容，重要用于跟踪对象的垃圾采取情况。
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