【JVM】对象引用类型-强软弱虚全面分析

在JDK1.2中，Java对引用概念的进行了拓充，在1.2之后Java提供了四个级别的引用，按照引用强度依次排序为强引用（StrongReference）、软引用（SoftReference）、弱引用(WeakReference)、虚引用(PhantomReference)引用。除开强引用类型外，其余三种引用类型均可在java.lang.ref包中找到对应的类，开发过程中允许直接使用这些引用类型操作。

强引用类型(StrongReference)

强引用类型是Java程序运行过程中最常见的引用类型，通过new指令创建出来的对象都属于强引用类型，堆中的对象与栈中的变量保持着直接引用。如下：

Object obj = new Object();

在上述代码中，通过new指令创建的Object实例会被分配在堆中存储，而变量obj会被放在当前方法对应的栈帧内的局部变量表中存储，在运行时可以直接通过obj变量操作堆中的实例对象，那么obj就是该Object实例对象的强引用。

众所周知，如果在Java程序运行过程中堆内存不足时，GC机制会被触发，GC收集器会开始检测可回收的"垃圾"对象，但是当GC器遇到存在强引用的对象时，GC机制不会强制回收它，因为存在强引用的对象都会被判定为“存活”对象，当GC扫描几圈下来之后，发现堆中的对象都存在强引用时，这种情况GC机制宁愿抛出OOM也不会强制回收一部分对象。
因为保持强引用的对象是不会被GC机制回收的，所以一般在编码时如果确定一个对象不再使用后，可以显示的将对象引用清空，如：obj=null;，这样能够方便GC机制在查找垃圾时直接发现并标记该对象。

软引用类型(SoftReference)

软引用是指使用java.lang.ref.SoftReference类型修饰的对象，当一个对象只存在软引用时，在堆内存不足的情况下，该引用级别的对象将被GC机制回收。不过当堆内存还充足的情况下，该引用级别的对象是不会被回收的，所以平时如果需要实现JVM级别的简单缓存，那么可以使用该级别的引用类型实现。使用案例如下：

SoftReference cacheSoftRef = new SoftReference(new HashMap());
cacheSoftRef.get().put("竹子","熊猫");
System.out.println(cacheSoftRef.get().get("竹子"));

如上案例中便通过软引用类型实现了一个简单的缓存器。

弱引用类型(WeakReference)

弱引用类型是指使用java.lang.ref.WeakReference类型修饰的对象，与软引用的区别在于：弱引用类型的对象生命周期更短，因为弱引用类型的对象只要被GC发现，不管当前的堆内存资源是否紧张，都会被GC机制回收。不过因为GC线程的优先级比用户线程更低，所以一般不会立马发现弱引用类型对象，因此一般弱引用类型的对象也会有一段不短的存活周期。

从软引和弱引的特性上来看，它们都适合用来实现简单的缓存机制，用于保存那些可有可无的缓存数据，内存充足时可以稍微增加程序的执行效率，而内存紧张时会被回收，不会因此导致OOM。

虚引用类型(PhantomReference)

虚引用也在有些地方被称为幽灵引用，虚引用是指使用java.lang.ref.PhantomReference类型修饰的对象，不过在使用虚引用的时候是需要配合ReferenceQueue引用队列才能联合使用。与其他的几种引用类型不同的是：虚引用不会决定GC机制对一个对象的回收权，如果一个对象仅仅存在虚引用，那么GC机制将会把他当成一个没有任何引用类型的对象，随时随刻可以回收它。不过它还有个额外的用途：跟踪垃圾回收过程，也正是由于虚引用可以跟踪对象的回收时间，所以也可以将一些资源释放操作放置在虚引用中执行和记录。

当GC机制准备回收一个对象时发现它还存在虚引用，那么GC机制就会在回收前，把虚引用加入到与之关联的引用队列中，程序可以通过判断队列中是否加入该虚引用，来判断被引用的对象是否将要GC回收，从而可以在finalize方法中采取一些对应的处理措施。