强引用软引用弱引用虚引用，到底差在哪——我的学习笔记

说在前面：前四篇聊完了 JVM 的内存区域，按计划该聊 GC 了。但我学到 GC 之前发现还有一个东西必须先搞明白——引用类型。因为 GC 回收对象不是"看它有没有人用"这么简单，而是看"用什么类型的引用在用它"。强引用、软引用、弱引用、虚引用这四兄弟，强度不同，GC 对它们的态度也完全不同。这篇就是搞明白它们到底有什么区别。

这个问题是怎么冒出来的

之前学 GC 的时候，我脑子里一直有一个很朴素的想法：如果一个对象没人用了，GC 就把它收掉。

这话听着没错，但它太模糊了。什么叫"没人用"？是没变量指向它就算没人用，还是只有特定类型的变量才算？

后来我看到一段代码：

SoftReference<MyObject>softRef=newSoftReference<>(newMyObject());

我当时想：这不就是一个引用包了另一个引用吗？跟直接写MyObject obj = new MyObject()有什么区别？

后来才知道区别大了——区别不在"最终能不能找到这个对象"，而在GC 看到这个引用的时候，会不会手下留情。

于是我开始学这四种引用。

一张图看明白四种引用的强度

强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用 │ │ │ │ │ │ │ └─ GC 时回收，必须配合 ReferenceQueue │ │ └────────── 下一次 GC 一定回收 │ └─────────────────── 内存溢出前回收 └───────────────────────── 绝不回收

从强到弱，GC 的态度从"绝不碰"到"随缘碰"再到"必碰"再到"碰了还要通知你"。

下面一个一个说。

强引用——你最熟悉的一个

MyObjectobj=newMyObject();

这就是强引用。我们 99% 的代码写的都是这种。

强引用的规则非常暴力：只要这个引用还在（变量没出作用域、没被置 null），GC 就绝不动它指向的对象。

哪怕 JVM 已经快撑不住了，堆内存马上就要爆了，它也不会去回收强引用指向的对象。它宁愿抛OutOfMemoryError让程序挂掉，也不会动你的强引用。

我之前觉得这条规则太死板了——都快 OOM 了还不收？后来想明白了：设计者把"决定生死"的权利交给了程序员。你自己引用的对象，你自己负责释放。GC 不会自作主张替你收掉。

软引用——内存够就留着，不够就收

软引用比强引用"软"一点。

规则是：内存够用的时候，软引用对象不会被回收。但 JVM 发现内存快不够了，在抛出 OOM 之前，会先把软引用指向的对象收掉。

如果把强引用比作"死也要护着"，那软引用就是"能守就守，守不住就算了"。

怎么用

SoftReference<MyObject>softRef=newSoftReference<>(newMyObject());MyObjectobj=softRef.get();// 有可能返回 null

注意get()方法——它可能返回 null。因为软引用对象可能已经被 GC 回收了。所以每次使用之前都要判空。

适合做什么

内存敏感缓存。

比如你搞了一个图片缓存，把用户最近看过的图片放在内存里。如果用户不断看新图片，缓存越来越大，但你又不希望这个缓存把堆撑爆——用软引用就合适。内存够的时候缓存正常用，内存紧张的时候 GC 自动把缓存清掉，优先保程序的正常运行。

弱引用——下一次 GC 必收

弱引用比软引用更低一级。

规则是：不管内存够不够，只要发生了 GC，弱引用指向的对象就会被回收。

这就很"无情"了——强引用是"死也不放"，软引用是"看情况放"，弱引用是"有机会就放"。

怎么用

WeakReference<MyObject>weakRef=newWeakReference<>(newMyObject());MyObjectobj=weakRef.get();// GC 之后返回 null

和软引用的区别

这是我当时最困惑的地方——软引用和弱引用到底差在哪？都是回收，不都是 GC 说了算吗？

区别在于触发条件不同：

• 软引用：只在内存要溢出的时候才回收。换句话说是"被动放"
• 弱引用：下一次 GC 就回收，不管内存够不够。换句话说是"主动放"

如果你写了一个缓存，对象存活时间希望长一些（至少在内存不紧张的时候能留着），用软引用。如果你希望对象随时可以被 GC 清掉，不强占内存，用弱引用。

一个经典例子

我当时看到这段代码觉得挺有用的——用弱引用做一个简单的缓存：

importjava.lang.ref.WeakReference;importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassCacheExample{privateMap<String,WeakReference<MyHeavyObject>>cache=newHashMap<>();publicMyHeavyObjectget(Stringkey){WeakReference<MyHeavyObject>ref=cache.get(key);if(ref!=null){returnref.get();// 可能返回 null}else{MyHeavyObjectobj=newMyHeavyObject();cache.put(key,newWeakReference<>(obj));returnobj;}}privatestaticclassMyHeavyObject{privatebyte[]largeData=newbyte[1024*1024*10];// 10MB}}

这个缓存的逻辑是：从 Map 里拿对象的时候先判断弱引用还在不在（有没有被 GC 干掉），在就直接用，不在就重新创建。

好处是：其他代码里如果把这个对象的强引用都释放了，GC 下一次扫描就能把这个大对象清掉，缓存不会成为内存泄漏的源头。

但是要注意——每次用get()之前都要判 null。因为这个对象随时可能被回收。初学者（比如我）很容易忘了这一条。

虚引用——最诡异的一个

虚引用是四个里面最诡异的。它的特点我列一下：

• get()方法始终返回 null。你拿不到真正的对象。
• 必须和ReferenceQueue一起用。
• 对象被 GC 回收时，虚引用会被放到关联的 ReferenceQueue 里，程序可以通过监控这个队列知道哪些对象被回收了。

我当时看到get()返回 null 的时候很懵——这有什么用？拿都拿不到，那要它干嘛？

后来理解它的用途了：它不是让你拿到对象干活用的，它是让你知道"这个对象什么时候被回收了"。

主要用来做什么

管理堆外内存。

比如 NIO 的DirectByteBuffer就用了虚引用。当 DirectByteBuffer 对象被 GC 回收时，虚引用会被放到队列里，后台线程从队列里取出这个引用，然后释放对应的堆外内存。

堆外内存不受 JVM 堆控制，GC 只管堆里的对象。所以需要一个机制来感知"堆里的那个对象被回收了"，然后去清理堆外的内存。虚引用+ReferenceQueue 就是干这个的。

面试常问的一个坑

学完这四种引用之后，我遇到了一个很常见的面试题：

软引用和弱引用有什么区别？

我当时第一反应是：软引用在 OOM 前回收，弱引用下一次 GC 就回收。这个答案没错，但我后来觉得它不够——因为这两个在实际使用中有一个关键的场景区别：

• 软引用适合做缓存：因为你想让缓存对象在内存还够的时候继续活着，只有系统要挂了才放掉
• 弱引用适合做防止内存泄漏的辅助结构：比如WeakHashMap、ThreadLocal 中的弱引用，目的是不让你的引用成为 GC 的障碍

一个是"保命型"，一个是"不碍事型"。这样想会清楚很多。

最后：四种引用对照表

这是我给自己总结的一张速查表：

学完这篇再回头看一开始那个问题——“没人用了就回收”——确实太粗略了。准确的说法应该是：没有强引用指向它了，才有可能被回收。至于多快回收，看这个"没有强引用"是通过哪种引用路径来访问的。