一文弄清Java的四大引用及其两大传递

开场白

Hello大家好呀，我是CodeCodeBond✊
最近在复习很多很多的基础知识，有了很多新的感悟~

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话不多说，直接发车✈

四大引用

问题切入点

在学习 Thread线程利用ThreadLocalMap实现线程的本地内存（变量副本）的时候，是基于ThreadLocal为Key，Object为Value的一个Entry。并且，这个Entry键值对的键是使用了一个弱引用，且说道这样会存在一个内存泄漏的问题。
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那么为什么会内存泄露呢？这个弱引用是什么呢？又有哪些引用呢？他们之间有什么区别呢？

怀揣着一堆问题，我开始了学习— 🐻

其实引用类型的选择也是垃圾回收、是否可达的策略选择！

所以我们从垃圾回收和可达性这两个方面去理解Java的四种引用类型！

Java有哪四种类型的引用？

可达性分析是JVM中垃圾回收的垃圾判断算法，通过从GC Root出发->遍历引用链判断对象是否可达判断对象是否进行垃圾回收，具体GC Root是什么，垃圾回收算法是什么就不多赘述了。

强引用

定义：强引用是最常用最常见的引用，我们正常使用没有特别处理的都是强引用的场景。

特点：

只要有一个对象是强引用指向它，就不会被垃圾回收。
在可达性分析中，从GC Roots开始的引用链上，只要有强引用链条存在，目标对象就被视为可达。

软引用

定义：软引用通过SoftReference类来实现，允许垃圾回收器在内存不足时回收这些对象。

特点：

软引用对象在内存充足时不会被回收，但在内存不足时可能会被回收。
在可达性分析中，软引用对象不被立即视为可达，只有在内存充足的情况下，软引用对象才被保留。

弱引用

定义：弱引用通过WeakReference类来实现，允许垃圾回收器在下一次垃圾回收时回收这些对象。

影响：

弱引用对象在下一次GC时大概率会被回收，不论内存是否充足。
在可达性分析中，弱引用对象不会被视为可达，即使对象有弱引用，仍然会被回收。

虚引用

定义：虚引用通过PhantomReference类来实现，主要用于跟踪对象的回收状态。(像一次性用品)

影响：

虚引用对象本身并不会影响对象的生命周期，它们总是在GC时被回收。
在可达性分析中，虚引用对象从未被视为可达。它们主要用于管理系统资源的回收和清理。

回归问题

回到问题的开始，为什么ThreadLocalMap会存在内存泄漏的问题呢？主要原因就是因为身为Key的ThreadLocal是一个弱引用的存在，它在没有外部强引用的前提下，很可能被直接垃圾回收掉，但是Value是一个Object的强引用，导致Key被gc了，但是Value还在。也就是我们说的内存泄露的问题了。

ThreadLocalMap 实现中已经考虑了这种情况，在调用 set()、get()、remove() 方法的时候，会清理掉 key 为 null 的记录。使用完 ThreadLocal方法后最好手动调用remove()方法，预防一下。

两大传递

两大传递一般指的是值传递和引用传递

但是，在Java中是不存在引用传递的，Java所有的传递都是值传递！

我们一起来简单证明一下:

基本数据类型

引用数据类型试验1

public class Test {public static void main(String[] args) {String s1 = "CodeCodeBond";modifyString(s1);System.out.println(s1);}public static void modifyString(String s){s = "GGBond!";}
}
//打印结果不变
//CodeCodeBond

这是一个最简单的String引用类型，可以看到修改后打印结果不变，这个例子可以说明String是值传递的，方法的形参并没有影响原来的实参。

引用数据类型试验2

注意看！！

public class Test {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("1");list.add("2");list.add("3");System.out.println("init:" + list);modify(list);System.out.println("modify later:" + list);}public static void modify(ArrayList<String> list){list.add("CodeCodeBond");}
}

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我们可以看到实参集合居然被修改了，不是说是值传递吗？为什么实参被修改了？

原来，Java对于对象引用类型，传递的是引用的副本(内存地址值)。通过这个引用副本可以修改原始对象的内容。

思考题 Question

但是我们看回试验1的String引用类型为什么不能修改实参呢？

可以思考一下这个问题~文末Answer我们再来解答这个问题(点击目录快速跳转)

引用数据类型试验3

为了进一步证明Java中确实只有值传递，我们来进行试验3

public class Test {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("CodeCodeBond");System.out.println("init:" + list);modify(list);System.out.println("modify later:" + list);}public static void modify(ArrayList<String> list){list = new ArrayList<>();list.add("GGBond");}
}

打印结果如图：
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看吧，在方法中我们重新将引用副本指向一个新的地址，但是实参并没有被改变，也就强力的说明了传递的是一个引用副本，有力证明了Java中确实只存在值传递这一说！

最后的最后

思考题 Answer

为什么试验1中，String类值传递引用副本值的时候，无法修改原来实参呢？因为在方法中修改的时候是通过直接赋值的操作来修改，而String是一个final class不可变类，所以String机制是新建一个String对象去存储"CodeCodeBond"字符串的，所以并不能修改实参，你想到了吗？😄

我是CodeCodeBond，我的座右铭是