本人纯粹记录一下所学，不喜勿喷。
一、堆缓存
使用java堆内存来存储缓存对象。
优点：没有序列化/反序列化。是最快的缓存。
缺点：当缓存数据量很大的时候，GC(垃圾回收)暂停时间会变长，存储容量受限于堆空间大小。
使用场景：一般通过软引用/弱引用来缓存对象，即当内存不足时，可以强制回收这部分内存释放堆内存空间，一般用于存储较热的数据。
实现：Guava Cache,Ehcache 3.x、MapDb实现
二、堆外缓存
数据存储在堆外内存
优点：减少GC暂停时间（堆对象转移到堆外，GC扫描和移动的对象变少了），可以支持更大的缓存空间（只受机器内存大小限制，不受堆空间的影响）
缺点：读取数据需要序列化/反序列化，会比堆缓存慢很多，
实现：可以使用Ehcache 3.x、MapDb实现
三、磁盘缓存
数据存储在磁盘上
优点：在jvm重启的时候数据还是存在的，而堆内外缓存数据会丢失
缺点：你懂的
实现：可以使用Ehcache 3.x、MapDb实现
四、分布式缓存：
多jvm实例的情况下，解决单机容量问题，数据一致性问题
优点：ehcache-clustered(配合 Terracotta server)实现Java进程间的分布式缓存，也可以使用reids实现分布式缓存。
解释：
Guava Cache：只提供堆缓存，小巧灵活，性能好
Ehcache 3.x提供堆内、堆外缓存、分布式缓存。代码注释比较少，api还不完善。如果需要较稳定的api和功能Ehcache 3.x（不支持堆外缓存）
MapDb是一款嵌入式java数据库引擎和集合框架。提供了maps\Sets\Lists\Queues\Bitmaps的支持，还支持ACID事务、增量备份。支持堆缓存，堆外缓存，磁盘缓存。
java 强引用、弱引用、软引用、虚引用
1、强引用
垃圾回收器不回收它。
Object o=new Object(); // 强引用
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
如果不使用时要通过如下方式来弱化引用，
o=null; // 帮助垃圾收集器回收此对象
显式地设置o为null，或超出对象的生命周期范围，则gc认为该对象不存在引用，这时就可以回收这个对象。具体什么时候收集这要取决于gc的算法.
在一个方法内部有一个强引用，这个引用保存在栈中，而真正的引用内容（Object）保存在堆中。当这个方法运行
完成后就会退出方法栈。则引用内容的引用不存在，这个object会被回收。
但是如果这个o是全局变量时，就不需要在不用这个对象时赋值为null。
private transient Object[] elementData;
public void clear() {
modCount++;
// Let gc do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
在ArrayList类中定义了一个私有的变量elementData数组，在调用方法清空数组时可以看到为每个数组内容赋值为null。不同于elementData=null，强引用仍然存在，避免在后续调用 add()等方法添加元素时进行重新的内存分配。使用如clear()方法中释放内存的方法对数组中存放的引用类型特别适用，这样就可以及时释放内存。
2、软引用
如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。
String str=new String("abc"); // 强引用
SoftReference
当内存不足时，等价于：
If(JVM.内存不足()) {
str = null; // 转换为软引用
System.gc(); // 垃圾回收器进行回收
}
虚引用在实际中有重要的应用，例如浏览器的后退按钮。按后退时，这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？这就要看具体的实现策略了。
（1）如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收，则按后退查看前面浏览过的页面时，需要重新构建
（2）如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费，甚至会造成内存溢出
这时候就可以使用软引用
Browser prev = new Browser(); // 获取页面进行浏览
SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用
if(sr.get()!=null){
rev = (Browser) sr.get(); // 还没有被回收器回收，直接获取
}else{
prev = new Browser(); // 由于内存吃紧，所以对软引用的对象回收了
sr = new SoftReference(prev); // 重新构建
}
这样就很好的解决了实际的问题。
软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中
3、弱引用（WeakReference）
弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。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。
String str=new String("abc");
WeakReference
str=null;
当垃圾回收器进行扫描回收时等价于：
str = null;
System.gc();
如果这个对象是偶尔的使用，并且希望在使用时随时就能获取到，但又不想影响此对象的垃圾收集，那么你应该用 Weak Reference 来记住此对象。
下面的代码会让str再次变为一个强引用：
String abc = abcWeakRef.get();
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。
当你想引用一个对象，但是这个对象有自己的生命周期，你不想介入这个对象的生命周期，这时候你就是用弱引用。
这个引用不会在对象的垃圾回收判断中产生任何附加的影响。
public class ReferenceTest {
private static ReferenceQueue
public static void checkQueue() {
Reference ref = null;
while ((ref = rq.poll()) != null) {
if (ref != null) {
System.out.println("In queue: " + ((VeryBigWeakReference) (ref)).id);
}
}
}
public static void main(String args[]) {
int size = 3;
LinkedList
for (int i = 0; i < size; i++) {
weakList.add(new VeryBigWeakReference(new VeryBig("Weak " + i), rq));
System.out.println("Just created weak: " + weakList.getLast());
}
System.gc();
try { // 下面休息几分钟，让上面的垃圾回收线程运行完成
Thread.currentThread().sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
checkQueue();
}
}
class VeryBig {
public String id;
// 占用空间,让线程进行回收
byte[] b = new byte[2 * 1024];
public VeryBig(String id) {
this.id = id;
}
protected void finalize() {
System.out.println("Finalizing VeryBig " + id);
}
}
class VeryBigWeakReference extends WeakReference
public String id;
public VeryBigWeakReference(VeryBig big, ReferenceQueue
super(big, rq);
this.id = big.id;
}
protected void finalize() {
System.out.println("Finalizing VeryBigWeakReference " + id);
}
}
最后的输出结果为：
Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@1641c0
Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@136ab79
Just created weak: com.javabase.reference.VeryBigWeakReference@33c1aa
Finalizing VeryBig Weak 2
Finalizing VeryBig Weak 1
Finalizing VeryBig Weak 0
In queue: Weak 1
In queue: Weak 2
In queue: Weak 0
4、虚引用（PhantomReference）
“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。
5、总结
Java4种引用的级别由高到低依次为：
强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用
通过图来看一下他们之间在垃圾回收时的区别：
通过表格来说明一下，如下：
