【Java】Java中的四种对象引用

从JDK1.2开始，Java中的引用类型分为四种，分别是：

1.强引用（StrongReference）

　　这种引用是平时开发中最常用的，例如 String strong = new String("Strong Reference")，当一个实例对象具有强引用时，垃圾回收器不会回收该对象，当内存不足时，宁愿抛出OutOfMemeryError异常也不会通过回收强引用的对象，因为JVM认为强引用的对象是用户正在使用的对象，它无法分辨出到底该回收哪个，强行回收有可能导致系统严重错误。

2.软引用（SoftRefernce）

　　如果一个对象只有软引用，那么只有当内存不足时，JVM才会去回收该对象，其他情况不会回收。软引用可以结合ReferenceQueue来使用，当由于系统内存不足，导致软引用的对象被回收了，JVM会把这个软引用加入到与之相关联的ReferenceQueue中。

ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();
SoftReference<Book> softReference = new SoftReference<>(new Book(), referenceQueue);
Book book = softReference.get();
Reference reference = referenceQueue.poll();

当系统内存不足时，触发gc，这个Book就会被回收，reference 将不为null。

3.弱引用（WeakReference）

　　只有弱引用的对象，当JVM触发gc时，就会回收该对象。与软引用不同的是，不管是否内存不足，弱引用都会被回收。弱引用可以结合ReferenceQueue来使用，当由于系统触发gc，导致软引用的对象被回收了，JVM会把这个弱引用加入到与之相关联的ReferenceQueue中，不过由于垃圾收集器线程的优先级很低，所以弱引用不一定会被很快回收。下面通过一个主动触发gc的例子来验证此结论。

ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();
WeakReference<Book> weakReference = new WeakReference(new Book(), referenceQueue);
Book book = softReference.get();
System.gc();
//Runtime.getRuntime().gc();
Reference reference = referenceQueue.poll();

当然这不是每次都能复现，因为我们调用System.gc()只是告诉JVM该回收垃圾了，但是它什么时候做还是不一定的，但就我测试来看，只要多写几次System.gc()，复现的概率还是很高的。

　　PS,

　　ThreadLocalMap中的静态内部类Entry类就是继承了WeakRefence<ThreadLocal>这个类在构造方法中

static class ThreadLocalMap {

        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
               //调用父类WeakReference的构造方法
                super(k);
                value = v;
            }
        }

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
           //ThreadLocalMap将ThreadLocal作为key,(注意这个Key有点特殊,这个Key被弱引用关联)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

 private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

            // We don't use a fast path as with get() because it is at
            // least as common to use set() to create new entries as
            // it is to replace existing ones, in which case, a fast
            // path would fail more often than not.

            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                //e最终获取的是其实是被弱引用WeakRerference关联的ThreadLocal
                ThreadLocal<?> k = e.get();

                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }

//Reference中的Get方法    
    public T get() {
        return this.referent;
    }

注意:

　　由于Thread 线程对象都具有成员变量ThreadLocal.ThreadLocalMap,

　　而ThreadLocalMap中的key就是当前ThreadLocal对象,而value就是我们想要和线程上下文绑定的数据,

　　同时ThreadLocal又被弱引用关联,

　　因此在线程生命周期结束时,其成员变量ThreadLocal.ThreadLocalMap,也会为null,此时内部的Entry会做额外的操作将value置为null,

这样就满足了弱引用被回收的条件:当且仅当Entry的key持有弱引用时,该ThreadLocal就会被回收,解决了ThreadLocal对象内存泄漏的问题;

4.虚引用（PhantomReference）

　　如果一个对象只有虚引用在引用它，垃圾回收器是可以在任意时候对其进行回收的，虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动，当被回收时，JVM会把这个弱引用加入到与之相关联的ReferenceQueue中。与软引用和弱引用不同的是，虚引用必须有一个与之关联的ReferenceQueue，通过phantomReference.get()得到的值为null，试想一下，如果没有ReferenceQueue与之关联还有什么存在的价值呢？

PhantomReference<Book> phantomReference = new PhantomReference<>(new Book(), referenceQueue);
Book book = phantomReference.get(); //此值为null
Reference reference = referenceQueue.poll();