前言
上一篇文章我们讨论了ThreadLocal相关的问题，其中内存泄漏的原因是因为Thread对象内部维护的ThreadLocalMap，这个Map的Key是弱引用类型（WeakReference），而Value是强引用类型，如果Key被回收，Value却不会被回收。本期让我们详细分析一下Java的四种引用。
Java的引用
从 JDK1.2 开始，对象的引用从原来的1种级别增加到了4种级别，从而使程序能更加灵活地控制对象的生命周期。这4种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用和虚引用。
Java.lang.ref 是 Java 类库中比较特殊的一个包，它提供了与 Java垃圾回收器密切相关的引用类。StrongReference(强引用)，SoftReference（软引用），WeakReference（弱引用），PhantomReference（虚引用）。这四种引用的强度按照上面的顺序依次减弱。
引用类图
强引用（StrongReference）为JVM内部实现。其他三类引用类型全部继承自Reference父类。
强引用
最常用到的引用类型，StrongReference这个类并不存在，而是在JVM底层实现。默认的对象都是强引用类型，继承自Reference、SoftReference、WeakReference、PhantomReference的引用类型非强引用。
示例：
String str = "MistRay";
强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java 虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。
软引用
软引用是一种比强引用生命周期稍弱的一种引用类型。在JVM内存充足的情况下，软引用并不会被垃圾回收器回收，只有在JVM内存不足的情况下，才会被垃圾回收器回收。
所以软引用的这种特性，一般用来实现一些内存敏感的缓存，只要内存空间足够，对象就会保持不被回收掉，比如网页缓存、图片缓存等。
示例：
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<String>(new String("MistRay"));
System.out.println(softReference.get());
弱引用
弱引用是一种比软引用生命周期更短的引用。他的生命周期很短，不论当前内存是否充足，都只能存活到下一次垃圾收集之前。
不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，
如果弱引用所引用的对象被垃圾回收， Java 虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
示例：
WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<String>(new String("MistRay"));
System.gc();
Thread.sleep(20000);
if(weakReference.get() == null) {
System.out.println("weakReference已经被GC回收");
}
执行结果大概率为：
weakReference已经被GC回收
示例中有一个细节，如果不加Thread.sleep(20000);这段代码，WeakReference大概率不会被回收，因为System.gc();仅仅是提醒JVM该执行垃圾回收了。
但JVM具体什么时候执行，并不由我们的程序控制，所以在发起提醒后，要sleep一段时间等待JVM发生垃圾回收。
虚引用
“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。
虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue） 联合使用。
当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。
PhantomReference<String> phantomReference = new PhantomReference<String>(new String("MistRay"), new ReferenceQueue<String>());
System.out.println(phantomReference.get());
上面程序执行的结果一直是null，和没有引用几乎一致。
引用类型对比
| 引用类型 | 取得目标对象方式 | 垃圾回收条件 | 是否可能内存泄漏 |
|---|---|---|---|
| 强引用 | 直接调用 | 不回收 | 可能 |
| 软引用 | 通过 get()方法 | 视内存情况回收 | 不可能 |
| 弱引用 | 通过 get()方法 | 发生gc时回收 | 不可能 |
| 虚引用 | 无法取得 | 随时可能被回收 | 不可能 |
各种引用的使用场景
我们希望能描述这样一类对象：当内存空间还足够时，则能保留在内存之中；如果内存空间在进行垃圾收集后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。很多系统的缓存功能都符合这样的应用场景。
最容易想到的就是缓存了，内存不足时释放部分数据，类似Redis/Ehcache之类的淘汰策略。
下面列出一下JDK/框架中的应用场景：
- java.util.WeakHashMap - jdk
- java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue - jdk
- org.springframework.util.ConcurrentReferenceHashMap - spring中大量使用了此缓存，包括spring-BeanUtils
Reference
Java中的四种引用类型（强、软、弱、虚）
Java 中的强引用/软引用/弱引用/虚引用以及 GC 策略
面试官：说说Java对象的四种引用方式
深入理解Java的四种引用类型
Java中的四种引用
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