什么是强引用、软引用、弱引用和虚引用？

面试考察点

这道题考察的核心，可不仅仅是让你背诵四种引用的定义。面试官想通过它，由浅入深地评估你对 JVM 内存管理和垃圾回收的理解深度。具体来说，他想了解：

你对 Java 对象生命周期和可达性分析的理解：不仅仅是知道引用类型，更要明白它们如何影响 GC 对对象“存活”或“可回收”的判断。
你是否掌握不同引用类型的实际应用场景：在实际开发中，能否利用它们来解决内存敏感型缓存、避免内存泄漏等问题。
你对引用与 GC 交互机制的了解：例如，是否知道软/弱引用适合与 ReferenceQueue 配合使用，来监听对象被回收的事件。
你是否有底层原理的探索精神：是否深入想过这些引用在 JVM 层面是如何实现的（比如通过 java.lang.ref 包下的类）。

核心答案

简单来说，JVM 中的四种引用强度依次递减，它们决定了对象在垃圾回收时的 “命运”：

强引用（Strong Reference）：最常见的引用（如 Object obj = new Object()）。只要强引用还存在，垃圾收集器就永远不会回收被引用的对象。
软引用（Soft Reference）：描述一些还有用但非必需的对象。在系统将要发生内存溢出异常之前，这些对象会被列入回收范围进行第二次回收。如果这次回收后还没有足够内存，才会抛出 OOM。适合做内存敏感的高速缓存。
弱引用（Weak Reference）：描述非必需对象，强度比软引用更弱。被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。
虚引用（Phantom Reference）：最弱的引用，也称为 “幽灵引用” 或 “幻影引用”。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的，就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。无法通过虚引用来取得一个对象实例。

深度解析

原理/机制

这四种引用在 JVM 中主要通过 java.lang.ref 包下的 SoftReference、WeakReference 和 PhantomReference 三个类（以及它们的基类 Reference）来实现。它们的核心行为与垃圾回收算法中的可达性分析息息相关。

可达性级别：JVM 会从 GC Roots 出发，根据引用的链条来判断对象是否可达。不同引用类型定义了不同强度的可达性，比如强可达（Strongly Reachable）、软可达（Softly Reachable）、弱可达（Weakly Reachable）等。
GC 处理策略：当 GC 标记对象时，会根据其可达性级别决定是否回收：
- 只有强可达的对象是绝对不会被回收的。
- 在 GC 线程发现某个对象仅剩下软引用（即没有强引用，只有软引用链），且内存空间紧张时，该对象会被回收。
- 对于弱引用对象，无论内存是否充足，GC 线程在扫描到它时都会将其回收。
- 虚引用完全不影响对象的生命周期，它存在的唯一价值就是跟踪对象的回收，所以对象在任何时候都可能被回收。

另外，这些引用都可以和一个 ReferenceQueue（引用队列）关联。当引用对象所引用的对象被回收后，JVM 会将该引用对象（如 WeakReference 的实例本身）加入到这个队列中，程序可以通过监控队列来获知对象被回收的事件。

代码示例

import java.lang.ref.*;

public class ReferenceDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 1. 强引用
        Object strongRef = new Object();
        System.out.println("强引用对象：" + strongRef);

        // 2. 软引用
        Object obj = new Object();
        SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(obj);
        obj = null; // 去掉强引用
        System.gc(); // 主动触发 GC（仅仅是建议，不一定立即执行）
        System.out.println("软引用对象（内存充足时，可能还在）：" + softRef.get());

        // 3. 弱引用（配合引用队列）
        ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
        Object obj2 = new Object();
        WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(obj2, queue);
        obj2 = null; // 去掉强引用
        System.gc();
        System.out.println("弱引用对象（GC 后应为 null）：" + weakRef.get());
        // 检查队列，看弱引用对象是否已被加入队列
        Reference<?> refFromQueue = queue.poll();
        if (refFromQueue != null) {
            System.out.println("弱引用对象已被加入引用队列：" + refFromQueue);
        }

        // 4. 虚引用
        ReferenceQueue<Object> phantomQueue = new ReferenceQueue<>();
        Object obj3 = new Object();
        PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(obj3, phantomQueue);
        obj3 = null;
        System.gc();
        // 虚引用的 get() 方法始终返回 null
        System.out.println("虚引用对象：" + phantomRef.get());
        Reference<?> refFromPhantomQueue = phantomQueue.poll();
        if (refFromPhantomQueue != null) {
            System.out.println("虚引用对象已被加入引用队列，说明原对象已被回收");
        }
    }
}

对比分析

引用类型	强度	垃圾回收时机	主要用途	能否通过 get() 获取对象
强引用	最强	永不回收（只要还有强引用）	常规对象引用	可以
软引用	中等	内存不足时回收	内存敏感缓存（如图片缓存）	可以
弱引用	较弱	下次 GC 时必回收	防止内存泄漏（如 ThreadLocal 的 Entry）	可以
虚引用	最弱	随时可能回收，与 GC 无关	跟踪对象被回收（如 NIO DirectBuffer 清理）	永远不行

最佳实践

软引用实现缓存：当我们需要缓存一些大对象（比如图片、从数据库加载的数据），但又担心它们占用太多内存时，可以使用 SoftReference。这样，在内存紧张时，JVM 会自动回收这些缓存对象。

// 一个简单的软引用缓存
public class SoftCache<K, V> {
    private Map<K, SoftReference<V>> cache = new HashMap<>();
    public V get(K key) {
        SoftReference<V> ref = cache.get(key);
        if (ref == null) return null;
        V value = ref.get();
        if (value == null) {
            cache.remove(key); // 对象已被回收，移除过时的 entry
        }
        return value;
    }
    public void put(K key, V value) {
        cache.put(key, new SoftReference<>(value));
    }
}

弱引用防止内存泄漏：最典型的应用就是 ThreadLocal。ThreadLocalMap 中的 Entry 继承自 WeakReference，其 key 是 ThreadLocal 实例的弱引用。这样做的好处是，当 ThreadLocal 对象不再有强引用时，下次 GC 时 key 就会被回收，避免了 ThreadLocal 对象无法被回收导致的内存泄漏。
虚引用 + 引用队列管理堆外内存：Netty 等框架使用 PhantomReference 来追踪 DirectBuffer（堆外内存）的回收。当 DirectBuffer 对象被 GC 时，对应的虚引用会被放入队列，然后通过一个专门的线程去清理对应的堆外内存，从而确保系统资源被正确释放。

常见误区

误区 1：认为弱引用会立即被回收

注意，弱引用对象是在 GC 运行时才会被回收，并非设置弱引用后对象就立刻消失了。GC 的触发时机由 JVM 决定。
误区 2：软引用在内存充足时也可能会被回收

虽然软引用的回收时机是“内存不足时”，但在某些 JVM 实现中（特别是对存活时间较长的软引用），即使内存充足，也可能被回收以维持内存的稳定。所以不能依赖软引用来保证对象一定存活。
误区 3：使用虚引用来获取对象

PhantomReference 的 get() 方法永远返回 null。它的设计目的不是让你获取对象，而是让你知道对象已经被回收了。
误区 4：忽略引用队列的清理工作

如果不定期从引用队列中取出并处理那些已入队的引用对象，可能会导致 Reference 对象本身占据内存，甚至引发 ReferenceQueue 无限增长的问题。

总结

强、软、弱、虚四种引用，从强到弱定义了对象与 GC 之间的可达性关系。理解它们不仅能帮你通过面试，更是编写高健壮性、低内存泄漏风险程序的基础。在实际开发中，根据对象的生命周期和内存敏感度选择合适的引用类型，是 Java 高级工程师必备的技能之一。

发布于2026年02月24日|11:00:39