概述
java.lang.ref 類庫包含一組類，為垃圾回收提供了更大的靈活性。
java.lang.ref 有三個繼承自抽象類 Reference 的類:
這三個類為垃圾回收器(GC)提供了不同級別的提示，使得GC以不同的策略回收對象。
StrongReference
強引用是使用最普遍的引用，它是默認的引用類型，不需要顯式聲明，在java.lang.ref中沒有實際的類對應，可以把它理解為Java的內置省略默認引用類型。
具有強引用的對象, 只要對象是“可獲得的”(reachable)，GC就承諾不會回收對象，即使JVM內存不足，拋出OutOfMemoryError異常。
對象是“可獲得的”(reachable)，是指此對象可在程序中的某處找到。這意味著你在內存棧中有一個普通的引用，而它正指向此對象；也可能是你的引用指向某個對象，而那個對象含有另一個引用，指向正在討論的對象；也可能有更多的中間鏈接。
@Test
public void strongReferenceTest() {
Object obj = new Object();
System.gc();
assertThat("obj沒被回收", obj, not(nullValue()));
}
SoftReference
只具有軟引用的對象，GC承諾在JVM內存充足的時候不回收對象。
@Test
public void softReferenceTest() {
SoftReference<Object> objSoftReference = new SoftReference<Object>(new Object());
int index = 0;
long[][] vars = new long[1024][];
long maxMemory;
long freeMemory;
while(objSoftReference.get() != null) {
maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory(); //最大可用內存
freeMemory = Runtime.getRuntime().freeMemory(); //當前JVM空閑內存
System.out.printf("maxMemory = %s, freeMemory = %s\n", maxMemory, freeMemory);
vars[index++] = new long[1024];
System.gc();
}
assertThat("obj被回收了", objSoftReference.get(), nullValue());
}
執行上面的用例，剛開始objSoftReference引用的對象不會被GC回收，隨著內存逐漸被吃掉，JVM開始覺得內存匱乏了才回收objSoftReference引用的對象。
由此可見，SoftReference在內存充足的時候保持對象，在內存匱乏的時候釋放對象。這種回收策略適合應用在內存敏感的高速緩存的場景。
注意: 執行用例前需要設置JVM參數: -Xmx1m，限制jvm的Java Heap最大值。
設置其他的值該用例可能執行失敗，原因是:
-
new long[1024]可能越過了JVM內存不充足的判斷邊界。 -
System.gc()調用頻率的限制。
WeakReference
只具有弱引用的對象，GC執行時會馬上回收對象。
@Test
public void WeakReferenceTest() throws InterruptedException {
ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();
WeakReference<Object> objWeakReference = new WeakReference<Object>(new Object(), referenceQueue);
assertThat("還沒有執行GC, obj還沒被回收", objWeakReference.get(), not(nullValue()));
assertThat("還沒有執行GC, referenceQueue為空", referenceQueue.poll(), nullValue());
System.gc();
Thread.sleep(500); // 確保GC執行完成
assertThat("執行GC后, obj馬上被回收了", objWeakReference.get(), nullValue());
assertThat("執行GC后, objWeakReference被放入referenceQueue", objWeakReference, equalTo((Reference)referenceQueue.poll()));
}
由于GC線程的優先級比較低，不一定會很快執行GC，所以只具有弱引用的對象可能會繼續存活一段時間，這段時間內可以通過get()方法繼續獲得引用的對象。當GC回收對象后會把objWeakReference放入referenceQueue隊列中。
PhantomReference
只具有虛引用的對象，和 沒有任何引用一樣 ，無論它是否被回收，你永遠也取不到引用的對象了，并且GC執行時會馬上回收對象。
@Test
public void PhantomReferenceTest() throws InterruptedException {
ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();
PhantomReference<Object> objPhantomReference = new PhantomReference<Object>(new Object(), referenceQueue);
assertThat("無法通過虛引用獲取到對象", objPhantomReference.get(), nullValue());
assertThat("還沒有執行GC, referenceQueue為空", referenceQueue.poll(), nullValue());
System.gc();
Thread.sleep(500); // 確保GC執行完成
assertThat("無法通過虛引用獲取到對象", objPhantomReference.get(), nullValue());
assertThat("執行GC后, objPhantomReference被放入referenceQueue", objPhantomReference, equalTo((Reference)referenceQueue.poll()));
}
換言之，當一個只具有虛引用的對象，你已經失去了對它的所有控制權。唯一你可知的是: 對象是否被GC回收了，當GC回收對象后和WeakReference一樣，GC會把objPhantomReference放入referenceQueue隊列中。
WeakReference vs PhantomReference
目前為止，我們已經可以總結出WeakReference和PhantomReference的一些相同點和不同點。
相同點:
- 當GC執行時，兩者引用的對象都會被回收。
- 對象被回收后，引用對象本身都會被放入一個
ReferenceQueue隊列中。
不同點:
- GC回收引用的對象前，
WeakReference還有機會獲得引用的對象，而PhantomReference永遠失去了和引用的對象之間的聯系。 - 使用
SoftReference和WeakReference時,你可以選擇是否要將它們放入ReferenceQueue中。而PhantomReference只能依賴于ReferenceQueue，否則毫無用處。
除了以上的不同點外，WeakReference和PhantomReference之間還有一個最大的不同點，先看用例:
Object obj = null;
@Test
public void WeakReferenceWhenFinalizeTest() throws InterruptedException {
ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();
WeakReference<Object> objWeakReference = new WeakReference<Object>(
new Object() {
public void finalize() {
obj = this;
}
}, referenceQueue);
assertThat("還沒有執行GC, obj還沒被回收", objWeakReference.get(), not(nullValue()));
assertThat("還沒有執行GC, referenceQueue為空", referenceQueue.poll(), nullValue());
System.gc();
Thread.sleep(500); // 確保GC執行完成
assertThat("執行GC后, obj沒有被回收，但是無法獲取到對象", objWeakReference.get(), nullValue());
assertThat("執行GC后, obj沒有被回收，objWeakReference被放入referenceQueue", objWeakReference, equalTo((Reference)referenceQueue.poll()));
}
Object obj = null;
@Test
public void PhantomReferenceWhenFinalizeTest() throws InterruptedException {
ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();
PhantomReference<Object> objPhantomReference = new PhantomReference<Object>(
new Object() {
public void finalize() {
obj = this;
}
}, referenceQueue);
assertThat("無法通過虛引用獲取到對象", objPhantomReference.get(), nullValue());
assertThat("還沒有執行GC, obj沒有被回收，referenceQueue為空", referenceQueue.poll(), nullValue());
System.gc();
Thread.sleep(500); // 確保GC執行完成
assertThat("無法通過虛引用獲取到對象", objPhantomReference.get(), nullValue());
assertThat("執行GC后, referenceQueue為空", referenceQueue.poll(), nullValue());
}
GC執行時，引用的對象通過finalize()再次將自己激活，GC最終并沒有釋放引用的對象。
這時:
-
WeakReference已經無法獲得引用的對象，并且WeakReference對象被放入了ReferenceQueue。 -
PhantomReference對象并沒有被放入ReferenceQueue。
所以，PhantomReference區別于WeakReference最大的不同是PhantomReference對象只有在對象真正被回收后才會被放入ReferenceQueue。
總結
如果你想繼續持有對某個對象的引用，希望以后還能夠訪問到該對象，同時也允許垃圾回收器釋放它，這時就應該使用
Reference對象。
StrongReference、SoftReference、WeakReference 和PhantomReference由強到弱排列，應用的場景也各不相同。
-
Softreference: 只在內存不足時才被回收，主要用以實現內存敏感的高速緩存。 -
WeakReference: 主要用以實現 規范映射 ，具體的實踐可以查看WeakHashMap的實現。 -
Phantomreference: 可以追蹤對象的回收事件，主要用以執行回收前的清理工作，它比finalize()更靈活。
