Java 中强引用、软引用、弱引用、虚引用的区别
在 Java 中,对象的引用类型决定了垃圾回收器(GC)如何处理该对象。强引用、软引用、弱引用、虚引用 的区别主要体现在 对象的生命周期管理 和 垃圾回收行为 上。以下是它们的核心区别和应用场景。
强引用
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定义:默认的引用类型,例如:
1Object obj = new Object();
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特点
- 只要存在强引用指向对象,垃圾回收器永远不会回收该对象。
- 如果内存不足,JVM 会抛出 OutOfMemoryError,而不会回收强引用对象。
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应用场景:日常开发中的普通对象引用。
软引用
- 定义:通过 SoftReference 类实现,例如:
1SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());
- 特点:
- 当内存不足时,GC 会回收软引用对象(在抛出 OutOfMemoryError 之前)。
- 适合实现内存敏感的缓存,例如缓存图片、临时数据等。
- 应用场景:缓存数据(如 Tomcat 的缓存机制)。
弱引用
- 定义:通过 WeakReference 类实现,例如:
1WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
- 特点:
- 无论内存是否充足,一旦发生 GC,弱引用对象就会被回收。
- 适合实现易失性缓存,例如 WeakHashMap 的键(Key)。
- 应用场景:监听器、临时映射表(如 WeakHashMap)。
虚引用
- 定义:通过 PhantomReference 类实现,必须与引用队列(ReferenceQueue)配合使用:
1ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>(); 2PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), queue);
- 特点:
- 无法通过虚引用获取对象实例(get()方法始终返回 null)。
- 虚引用仅用于跟踪对象被回收的状态,当对象被回收时,虚引用会被加入关联的引用队列。
- 适合在对象回收时执行精确的资源清理操作(如关闭文件句柄)。
- 应用场景:管理堆外内存(如 DirectByteBuffer 的清理)。
对比总结
引用类型 | 回收条件 | 是否可获取对象 | 应用场景 | 示例类 |
---|---|---|---|---|
强引用 | 永不回收(除非无强引用) | 是 | 普通对象 | Object obj = ... |
软引用 | 内存不足时回收 | 是 | 缓存 | SoftReference |
弱引用 | 发生 GC 时立即回收 | 是 | 易失性缓存、监听器 | WeakReference |
虚引用 | 对象被回收后通知 | 否 | 资源清理、堆外内存管理 | PhantomReference |
引用队列(ReferenceQueue)
- 作用:软引用、弱引用、虚引用都可以关联一个 ReferenceQueue,当引用的对象被回收时,引用本身会被加入队列。
- 典型用途:监控对象回收状态,执行后续清理逻辑。
实例代码
1// 软引用示例
2SoftReference<byte[]> softRef = new SoftReference<>(new byte[1024]);
3byte[] data = softRef.get(); // 可能为 null(如果被回收)
4
5// 弱引用示例
6WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
7System.gc();
8System.out.println(weakRef.get()); // 可能为 null
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10// 虚引用示例(必须结合引用队列)
11ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
12PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), queue);
13System.gc();
14Reference<?> ref = queue.remove(); // 阻塞直到虚引用被回收
核心去呗
- 强引用:对象存活的基础。
- 软引用:内存不足时的缓存。
- 弱引用:GC 触发即回收的临时数据。
- 虚引用:仅用于跟踪对象回收事件。
通过灵活使用这些引用类型,可以优化内存管理,避免内存泄漏,同时实现高效的资源回收策略。