Java四种引用类型

在java中，类型就分为两种，基本类型和引用类型或自定义类型。

引用类型又分为四种：

强引用 StrongReference

软引用 SoftReference

若引用 WeakReference

虚引用 PhantomReference

划分这些类型的目的是：是为了更灵活的管理对象的生命周期，让垃圾器在最合适的时间适合回收对象，常见使用的场景是在缓存的实现，比如elasticsearch在载入数据到缓存时，可以选择SoftReference作为缓存的生命周期，在对象池组件common-pool中也利用到SoftReference管理对象池的对象生命周期。虽然，我们在实际业务中很少有用到这些知识，但是很有必要了解到这些，去帮助我们去做些程序性能优化。

强引用

强引用就是直接引用对象比如下面这样，我们在编写程序时，用到的大多都是强引用

StringBuffer b1 = new StringBuffer("hello world");

强引用对象，当垃圾回收进行时，不会被回收，及时通过b1 = null;释放引用，在资源充足时，也不会被垃圾回收立刻回收。如果内存吃紧，Java虚拟机会抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

软引用

SoftReference softReference = new SoftReference(new StringBuffer("hello world"));

System.gc();

System.out.print(softReference.get()); // 只有当内存吃紧时，发生gc后，会报Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException，

软引用的生命周期会比强引用弱点，在内存空间足够时，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

它也经常和ReferenceQueue配合使用，如果gc在回收掉引用对象后，会把保存引用对象的softReference送入队列，这时可以通过下面这行代码判断是否被回收。

// 创建softReference并提供给注册队列

ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();

SoftReference softReference = new SoftReference(new StringBuffer("hello world"),referenceQueue);

// 判断入队列来判断是否被回收，或直接判断softReference.get() == null

softReference.get() == null || softReference.enqueue()

另外也可以手动清除这些保存引用对象的reference对象

Reference ref;

while ((ref = referenceQueue.poll()) != null) {

// poll出即清除，也不必手动清除，等待gc清除

}

使用案列：common-pool2的SoftReferenceObjectPool，用于实现一种可以随着需要而增长的池对象管理，当gc时可以清除空闲的实例。

下面是common-pool2的部分代码，具体可以参照其里面的SoftReferenceObjectPool类

@Override

public synchronized void addObject() throws Exception {

assertOpen();

if (factory == null) {

throw new IllegalStateException(

"Cannot add objects without a factory.");

}

T obj = factory.makeObject().getObject();

createCount++;

// Create and register with the queue

PooledSoftReference ref = new PooledSoftReference(

new SoftReference(obj, refQueue));

allReferences.add(ref);

boolean success = true;

if (!factory.validateObject(ref)) {

success = false;

} else {

factory.passivateObject(ref);

}

boolean shouldDestroy = !success;

if (success) {

idleReferences.add(ref);

notifyAll(); // numActive has changed

}

if (shouldDestroy) {

try {

destroy(ref);

} catch (Exception e) {

// ignored

}

}

@Override

public synchronized void returnObject(T obj) throws Exception {

boolean success = !isClosed();

final PooledSoftReference ref = findReference(obj);

if (ref == null) {

throw new IllegalStateException(

"Returned object not currently part of this pool");

}

if (factory != null) {

if (!factory.validateObject(ref)) {

success = false;

} else {

try {

factory.passivateObject(ref);

} catch (Exception e) {

success = false;

}

}

}

boolean shouldDestroy = !success;

numActive--;

if (success) {

// Deallocate and add to the idle instance pool

ref.deallocate();

idleReferences.add(ref);

}

notifyAll(); // numActive has changed

if (shouldDestroy && factory != null) {

try {

destroy(ref);

} catch (Exception e) {

// ignored

}

}

}

弱引用

WeakReference weakReference = new WeakReference(new StringBuffer("hello world"));

WeakReference weakReference2 = new WeakReference(new StringBuffer("hello world"));

System.out.print(weakReference.get()); // hello world

StringBuffer buffer = weakReference2.get();

System.gc();

System.out.print(weakReference.get()); // Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

System.out.print(weakReference2.get()); // hello world

弱引用会在发生gc时，没有对象在去引用时会被立刻被回收，不管内存是否充裕。

使用案列：WeakHashMap

虚引用

ReferenceQueue stringBufferReferenceQueue = new ReferenceQueue();

PhantomReference phantomReference = new PhantomReference(new StringBuffer("hello world"), stringBufferReferenceQueue);

System.out.print(phantomReference.get());Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

虚引用，不顾是否被垃圾回收，都不可以拿到真正的引用对象。一般用法是

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必要的行动。

具体Demo代码请参照：ReferenceDemo