深入理解StrongReference，SoftReference， WeakReference和PhantomReference

Java 中一共有 4 种类型的引用 : StrongReference、 SoftReference、 WeakReference 以及 PhantomReference (传说中的幽灵引用呵呵),
这 4 种类型的引用与 GC 有着密切的关系, 让我们逐一来看它们的定义和使用场景 :

1. Strong Reference
StrongReference 是 Java 的默认引用实现, 它会尽可能长时间的存活于 JVM 内，当没有任何对象指向它时 GC 执行后将会被回收

@Test
public void strongReference() {
Object referent = new Object();

/**
* 通过赋值创建 StrongReference
*/
Object strongReference = referent;

assertSame(referent, strongReference);

referent = null;
System.gc();

/**
* StrongReference 在 GC 后不会被回收
*/
assertNotNull(strongReference);
}

2. WeakReference & WeakHashMap
WeakReference，顾名思义, 是一个弱引用, 当所引用的对象在 JVM 内不再有强引用时, GC 后 weak reference 将会被自动回收

@Test
public void weakReference() {
Object referent = new Object();
WeakReference<Object> weakRerference = new WeakReference<Object>(referent);

assertSame(referent, weakRerference.get());

referent = null;
System.gc();

/**
* 一旦没有指向 referent 的强引用, weak reference 在 GC 后会被自动回收
*/
assertNull(weakRerference.get());
}
WeakHashMap 使用 WeakReference 作为 key，一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry

@Test
public void weakHashMap() throws InterruptedException {
Map<Object, Object> weakHashMap = new WeakHashMap<Object, Object>();
Object key = new Object();
Object value = new Object();
weakHashMap.put(key, value);

assertTrue(weakHashMap.containsValue(value));

key = null;
System.gc();

/**
* 等待无效 entries 进入 ReferenceQueue 以便下一次调用 getTable 时被清理
*/
Thread.sleep(1000);

/**
* 一旦没有指向 key 的强引用, WeakHashMap 在 GC 后将自动删除相关的 entry
*/
assertFalse(weakHashMap.containsValue(value));
}

3. SoftReference
SoftReference 于 WeakReference 的特性基本一致，最大的区别在于 SoftReference 会尽可能长的保留引用直到 JVM 内存不足时才会被回收(虚拟机保证), 这一特性使得 SoftReference 非常适合缓存应用

@Test

public void softReference() {
Object referent = new Object();
SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(referent);

assertNotNull(softRerference.get());

referent = null;
System.gc();

/**
* soft references 只有在 jvm OutOfMemory 之前才会被回收, 所以它非常适合缓存应用
*/
assertNotNull(softRerference.get());
}
SoftReference比WeakReference生命力更强，当JVM的内存不吃紧时，即使引用的对象被置为空了，Soft还可以保留对该对象的引用，此时的JVM内存池实际上还保有原来对象，只有当内存吃紧的情况下JVM才会清除Soft的引用对象，并且会在未来重新加载该引用的对象。
而WeakReference则当清理内存池时会自动清理掉引用的对象。

4、PhantomRefrence(虚引用)
虚顾名思义就是没有的意思，建立虚引用之后通过get方法返回结果始终为null,通过源代码你会发现,虚引用通向会把引用的对象写进referent,只是get方法返回结果为null.先看一下和gc交互的过程在说一下他的作用.
1、不把referent设置为null, 直接把heap中的new String("abc")对象设置为可结束的(finalizable).
2、与软引用和弱引用不同, 先把PhantomRefrence对象添加到它的ReferenceQueue中.然后在释放虚可及的对象.
你会发现在收集heap中的new String("abc")对象之前,你就可以做一些其他的事情.通过以下代码可以了解他的作用.

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.Reference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.reflect.Field;

public class Test {
public static boolean isRun = true;

public static void main(String[] args) throws Exception {
String abc = new String("abc");
System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());
final ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();
new Thread() {
public void run() {
while (isRun) {
Object o = referenceQueue.poll();
if (o != null) {
try {
Field rereferent = Reference.class
.getDeclaredField("referent");
rereferent.setAccessible(true);
Object result = rereferent.get(o);
System.out.println("gc will collect:"
+ result.getClass() + "@"
+ result.hashCode());
} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();
}
}
}
}
}.start();
PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,
referenceQueue);
abc = null;
Thread.currentThread().sleep(3000);
System.gc();
Thread.currentThread().sleep(3000);
isRun = false;
}
}

结果为
class java.lang.String@96354
gc will collect:class java.lang.String@96354

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