一、引用強度階層
強引用 > 軟引用 > 弱引用 > 虛引用
| 引用類型 | 回收時機 | 典型用途 | 需配合 ReferenceQueue |
|---|
| StrongReference | 永不主動回收（OOM 拋異常） | 通用物件持有 | 否 |
| SoftReference | 記憶體不足時 | 記憶體敏感緩存（圖片、網頁快取） | 可選 |
| WeakReference | GC 掃描到即回收 | 監聽器、回調、WeakHashMap 鍵 | 可選 |
| PhantomReference | GC 回收前（finalize 後） | 精確追蹤回收、DirectBuffer 釋放 | 必須 |
二、代碼實戰驗證
1. 強引用：GC 不回收
Object strong = new Object();
System.gc(); // 不會回收 strong 指向的物件
2. 軟引用：記憶體不足才回收
SoftReference
3. 弱引用：GC 即回收
WeakReference
4. 虛引用：回收前通知，必須配隊列
ReferenceQueue
三、ReferenceQueue 運作機制
ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue<>();
// 某引用被 GC 回收後，JVM 將該 Reference 物件入隊
// 消費者執行緒輪詢
new Thread(() -> {
while (true) {
Reference ref = queue.remove(); // 阻塞等待
// 執行清理邏輯：關閉資源、釋放堆外記憶體、移除快取條目
}
}).start();
四、實際應用場景
1. 軟引用：圖片/網路資源快取
Map> imageCache = new HashMap<>();
// 獲取
SoftReference ref = imageCache.get(url);
Bitmap bmp = ref != null ? ref.get() : null;
if (bmp == null) {
bmp = downloadImage(url);
imageCache.put(url, new SoftReference<>(bmp));
}
2. 弱引用：監聽器模式防洩漏
class EventSource {
List> listeners = new ArrayList<>();
void add(Listener l) { listeners.add(new WeakReference<>(l)); }
void fire() {
listeners.removeIf(ref -> ref.get() == null); // 清理失效
for (WeakReference ref : listeners) {
Listener l = ref.get();
if (l != null) l.onEvent();
}
}
}
3. 虛引用：堆外記憶體釋放
DirectByteBuffer 建立時註冊 Cleaner（繼承 PhantomReference），GC 回收 DirectByteBuffer 物件前，Cleaner 入隊，專用執行緒調用 freeMemory(address) 釋放堆外記憶體，避免 finalize 不確定性與效能問題。
五、常見誤區
- 誤以為 SoftReference 一定能防 OOM：JVM 可能來不及清理就拋 OOM；大型快取建議用 Caffeine/Ehcache 等成熟框架。
- WeakReference 立即回收：需等待下一次 GC，且 GC 為低優先級執行緒，不保證即時性。
- PhantomReference.get() 永遠返回 null：只能透過隊列感知回收事件，無法取得被引用物件。
六、總結
強引用：正常開發主力；
軟引用：緩存首選，記憶體不夠再丟；
弱引用：輔助結構（監聽器、WeakHashMap），隨緣回收；
虛引用：資源精確釋放利器，必配隊列，get() 為 null。
