强引用、软引用、弱引用、幻象引用

主要差别：对象不同的可达性（reachable）和对垃圾收集的影响

强引用 - Strong

  1. 最常见的普通对象引用，只要还有强引用指向一个对象，就表明该对象还存活，垃圾收集器不会处理这种对象
  2. 一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，一旦超过了引用的作用域或者显式地将强引用赋值为null，就有可能被收集

软引用 - Soft

  1. 软引用是一种相对于强引用弱化一些的引用，可以让对象豁免一些垃圾收集（内存不足）
  2. 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
  3. 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

弱引用 - Weak

  1. 弱引用不能使对象豁免垃圾收集，仅仅只是提供一种访问在弱引用状态下对象的途径
  2. 弱引用可以用来构建一种没有特定约束的关系，例如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，否则重新实例化
  3. 弱引用也是很多缓存实现的选择

虚引用 - Phantom

  1. 不能通过虚引用访问到对象，虚引用仅仅只是提供一种机制：_确保对象被finalize以后执行某些事情_
  2. 可以利用虚引用监控对象的创建和销毁

可达性状态

  1. 强可达（Strongly Reachable）
    • 当一个对象可以有一个或多个线程可以不通过各种引用访问到的情况
    • 例如，新创建一个对象，那么创建该对象的线程对它就是强可达
  2. 软可达（Softly Reachable）
    • 只能通过软引用才能访问到对象的状态
  3. 弱可达（Weakly Reachable）
    • 无法通过强引用或者软引用访问，只能通过弱引用访问时对象的状态
    • 这是十分临近finalize的时机，当弱引用被清除时，就符合finalize的条件了
  4. 虚可达（Phantom Reachable）
    • 没有强引用、软引用和弱引用关联
    • 对象被finalize过，只有虚引用指向该对象
  5. 不可达（UnReachable）
    • 意味着对象可以被清除了

Reference

  1. 所有的引用类型，都是java.lang.ref.Reference的子类，提供T get()方法
    • The object to which this reference refers, or null if this reference object has been cleared
  2. 除了虚引用（get()永远返回null），如果对象还没有被销毁，都可以通过get()获取原对象
    • 利用软引用和弱引用，可以将访问到的对象，重新指向强引用，即人为的改变对象的可达性状态
    • 因此垃圾收集器会存在二次确认的问题，以保证处于弱引用状态的对象，没有改变为强引用

ReferenceQueue

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Object counter = new Object();
ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();
PhantomReference<Object> p = new PhantomReference<>(counter, referenceQueue);
counter = null;
System.gc();
try {
    // 限时阻塞
    Reference<Object> reference = referenceQueue.remove(1000L);
    if (reference != null) {
        // do something
    }
} catch (Exception e) {
}
  1. 创建各种引用关系并关联到相应对象时，可以选择是否需要关联到引用队列
  2. JVM会在特定时机将引用enqueue到引用队列里
  3. 我们可以从引用队列里获取引用（remove方法）后进行后续逻辑
  4. 尤其对于虚引用，get方法只会返回null，如果再不关联引用队列，基本没什么意义了
  5. 利用引用队列，可以在对象处于相应状态时，执行后续的处理逻辑
    • 对于虚引用来说，相应的状态指的是对象被finalize后，处于虚可达状态

PrintReferenceGC

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// -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintReferenceGC
1.926: [GC (Allocation Failure) 1.929: [SoftReference, 0 refs, 0.0000249 secs]1.929: [WeakReference, 439 refs, 0.0000364 secs]1.929: [FinalReference, 1187 refs, 0.0017734 secs]1.931: [PhantomReference, 0 refs, 0 refs, 0.0000126 secs]1.931: [JNI Weak Reference, 0.0000120 secs][PSYoungGen: 33280K->3068K(38400K)] 33280K->3140K(125952K), 0.0059535 secs] [Times: user=0.01 sys=0.01, real=0.00 secs]