强引用、软引用、弱引用与虚引用

在Java语言中，除了基本数据类型外，其他的都是指向各类对象的对象引用；Java中根据其生命周期的长短，将引用分为4类。

一、各类引用的介绍

1 强引用

        我们平常典型编码Object obj = new Object()中的obj就是强引用。通过关键字new创建的对象所关联的引用就是强引用。 当JVM内存空间不足，JVM宁愿抛出OutOfMemoryError运行时错误（OOM），使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的“存活”对象来解决内存不足的问题。对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要超过了引用的作用域或者显式地将相应（强）引用赋值为 null，就是可以被垃圾收集的了，具体回收时机还是要看垃圾收集策略。

2 软引用

        软引用通过SoftReference类实现。 软引用的生命周期比强引用短一些。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：即JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前，清理软引用指向的对象。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。后续，我们可以调用ReferenceQueue的poll()方法来检查是否有它所关心的对象被回收。如果队列为空，将返回一个null,否则该方法返回队列中前面的一个Reference对象。

应用场景：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。

3 弱引用

        弱引用通过WeakReference类实现。 弱引用的生命周期比软引用短。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。由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快回收弱引用的对象。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。

应用场景：弱应用同样可用于内存敏感的缓存。

4 虚引用

        虚引用也叫幻象引用，通过PhantomReference类来实现。无法通过虚引用访问对象的任何属性或函数。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。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。

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();

PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue);

程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取一些程序行动。

应用场景：可用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动，当一个虚引用关联的对象被垃圾收集器回收之前会收到一条系统通知。

二、扩展

1.引用出现的根源

        由于GC内存回收的基本原理—GC回收内存本质上是回首对象，而目前比较流行的回收算法是可达性分析算法，从GC Roots开始按照一定的逻辑判断一个对象是否可达，不可达的话就说明这个对象已死（除此之外另外一种常见的算法就是引用计数法，但是这种算法有个问题就是不能解决相互引用的问题）。

2.四种引用

        基于此Java向用户提供了四种可用的引用，强引用、软引用、弱引用与虚引用。同时还提供了一种不可被使用的引用—FinalReference，这个引用是和析构函数密切相关的）。

        强引用，开发者可以通过new的方式创建，其它的几种引用Java提供了相应的类：SoftReference、WeakReference、PhantomReference。如果你去查看源码你会发现，这个类实现的核心是Reference与ReferenceQueue（更通俗地说引用队列）两个类，而且这两个类也特别的简单。Reference类似一个链表结构，通过创建一个守护线程来执行对应引用的清除、Cleaner.clean（如果传入的对象是该类的话）、以及引用的入队操作（需要在创建引用的时候制定一个引用队列）；ReferenceQueue这是制定了引用队列的一些具体操作，简单的来说它也是一个链表结构，并提供了一些基本的链表操作）。

        而除了强引用外其它的都是继承于此，通过这样的类约束了引用的相关内容，便于和GC进行交互。

3.四种引用的区别

1:强引用是只有当GC明确判断该引用无效的时候才会回收相应的引用对象，即使抛出OOME警告。

2:软引用是当GC检测到继续创建对象会导致OOME的时候会进行一次垃圾回收，这次回收会讲软引用回收以防抛出异常，根据这样的特点该引用常用来被当作缓存使用。

3:虚引用是哪些如果引用未被使用，就会在最近的一次GC的时候被回收。例如Java的TheardLocal与动态代理都是基于这样的一个引用实现的，一般针对那些比较敏感的数据。

4:幻想引用是针对那些已经执行完析构函数之后，仍然需要在执行一些其它操作的对象：比如资源对象的关闭就可以用到这个引用。