Java中的四种引用类型

引用类型

引用包括强引用（Strong ref）、软引用（Soft ref）、弱引用（weak ref）、虚引用（幻象引用，PhantomReference）。不同的引用类型， 主要体现的是对象不同的可达性（reachable） 状态
和对垃圾收集的影响。

• 强引用 最常见的普通对象引用，只要还有强引用指向一个对象，就能表明对象还“活着”，垃圾收集器不会碰这种对象。
• 软引用 相对强引用弱化一些的引用，可以让对象豁免一些垃圾收集，只有当JVM认为内存不足时，才会去试图回收软引用指向的对象。JVM会确保在抛出OutOfMemoryError之前，清理软引用指向的对象。软引用通常用来实现内存敏感的缓存，如果还有空闲内存，就可以暂时保留缓存，当内存不足时清理掉，这样就保证了使用缓存的同时，不会耗尽内存。
• 弱引用 不能使对象豁免垃圾收集， 仅仅是提供一种访问在弱引用状态下对象的途径。维护一种非强制性的映射关系，如果试图获取时对象还在，就使用它，否则重现实例化。它同样是很多缓存实现的选择。
• 虚引用 不能通过它访问对象。幻象引用仅仅是提供了一种确保对象被finalize以后，做某些事情的机制，比如，通常用来做所谓的Post-Mortem清理机制，我在专栏上一讲中介绍的Java平台自身Cleaner机制等。

除了幻象引用（因为get永远返回null），如果对象还没有被销毁，都可以通过get方法获取原有对象。这意味着，利用软引用和弱引用，我们可以将访问到的对象，重新指向强引用，也就是人为的改变了对象的可达性状态！在对象执行finallize方法时也可以使用强引用来挽留对象。

引用队列（ReferenceQueue）

当gc（垃圾回收线程）准备回收一个对象时，如果发现它还仅有软引用(或弱引用，或虚引用)指向它，就会在回收该对象之前，把这个软引用对象（或弱引用，或虚引用，注意不是Reference对象的referent。）加入到与之关联的引用队列（ReferenceQueue）中。如果一个软引用（或弱引用，或虚引用）对象本身在引用队列中，就说明该引用对象所指向的对象被回收了。可以通过扩展软引用（或弱引用，或虚引用）来实现在Referent对象入队时，同时做一些清理相关对象的操作。

软引用、弱引用、虚引用对象本身是个强引用，不会自动被gc回收，需要手动进行调用poll或remove从队列里取出，当不再被引用时自动回收。WeakHahsMap 的实现原理简单来说就是HashMap里面的条目 Entry继承了 WeakReference，那么当 Entry 的 key 不再被使用（即，引用对象不可达）且被 GC 后，那么该 Entry 就会进入到 ReferenceQueue 中。当我们调用WeakHashMap 的get和put方法会有一个副作用，即清除无效key对应的Entry（WeakHashMap的Entry扩展了WeakReference类，同时保存了key的hashcode）。

TODO 使用引用队列检测内存泄露

Reachability Fence

按照Java语言规范，如果一个对象没有指向强引用，就符合垃圾收集的标准，有些时候，对象本身并没有强引用， 但是也许它的部分属性还在被使用，这样就导致诡异的问题，所以我们需要一个方法，在没有强引用情况下，通知JVM对象是在被使用的。

class Resource {
    private static ExternalResource[] externalResourceArray = ...
    int myIndex; 
    
    Resource(...) {
        myIndex = ...
        externalResourceArray[myIndex] = ...;
        ...
    }
    
    protected void finalize() {
        externalResourceArray[myIndex] = null;
        ...
    }
    
    public void action() {
        try {
            // 需要被保护的代码
            int i = myIndex;
            Resource.update(externalResourceArray[i]);
        } finally {
            // 调用reachbilityFence， 明确保障对象strongly reachable
            Reference.reachabilityFence(this);
        }
    } 
}

方法action的执行，依赖于对象的部分属性，所以被特定保护了起来。否则，如果我们在代码中调用new Resource().action()， 那么就可能会出现困扰，因为没有强引用指向我们创建出来的Resource对象，JVM对它进行finalize操作是完全合法的。类似的书写结构，在异步编程中似乎是很普遍的，因为异步编程中往往不会用传统的“执行->返回->使用”的结构。