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前言
每种编程语言都有自己操作内存中元素的方式，例如在 C 和 C++ 里是通过指针，对于指针的使用，大家肯定记得刚学习时候的痛苦。
作为 OOP 面向对象编程的翘楚，在 Java 中一切都被视为了对象。但其实操作时候的标识符并不是真正的对象，而是对象的一个引用（reference）。
通过将这个叫“引用”的标识符指向某个对象，之后便可以使用这个引用来实现操作对象了。
在 JDK1.2 之前，Java中的定义很传统：如果 reference 类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称为这块内存代表着一个引用。
Java 中的垃圾回收机制在判断是否回收某个对象的时候，都需要依据“引用”这个概念。不同垃圾回收算法中，对引用的判断方式有所不同，典型的有引用计数法和可达性分析法。
JDK1.2 之前，一个对象只有“已被引用”和"未被引用"两种状态，这将无法描述某些特殊情况下的对象，比如，当内存充足时需要保留，而内存紧张时才需要被抛弃的一类对象。
所以在 JDK.1.2 之后，Java 对引用的概念进行了扩充，将引用分为了：强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用（Phantom Reference）4 种，这 4 种引用的强度依次减弱。
本篇文章将对这四种引用类型进行详细介绍。
正文
强引用
在 Java 中，我们默认声明的时候，使用的是强引用，比如：
A a = new A();
只要使用了强引用，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象。由于内存大小是一定的，当内存不足时，JVM 会直接抛出 OutOfMemoryError，因为没办法回收去释放空间。
如果想中断强引用与对象之间的关系，可以显示将其赋值为 null，这样一来JVM 就可以在适当的时候进行垃圾回收了。
A a = null;
软引用
软引用比强引用的程度减弱一些，表示是一些非必需但仍有用的对象。它的表现形式如下：
（1）内存足够的时候，软引用对象不会被回收。
（2）内存不足时，系统则会回收软引用对象。
如果软引用对象被回收之后，仍然没有足够的内存空间，然后会抛出内存溢出异常。
由于软引用的这种特性，非常适合实现缓存技术，比如网页缓存，图片缓存等等。
在 JDK1.2 之后，用java.lang.ref.SoftReference类来表示软引用。
弱引用
弱引用的强度还要更弱一些，它最主要的特点是：无论内存是否足够，只要 JVM 开始进行垃圾回收，那些被弱引用关联的对象都会被回收。
在 JDK1.2 之后，用 java.lang.ref.WeakReference 来表示弱引用。
我们可以用下面的小demo来测试一下：
private static void testWeakReference() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
byte[] buff = new byte[1024 * 1024];
WeakReference<byte[]> sr = new WeakReference<>(buff);
list.add(sr);
}
System.gc(); //主动通知垃圾回收
for(int i=0; i < list.size(); i++){
Object obj = ((WeakReference) list.get(i)).get();
System.out.println(obj);
}
}
运行后会发现所有被弱引用关联的对象都被垃圾回收了。
在学习弱引用的时候，一个经典的例子就是 ThreadLocal，通过源代码我们发现它的内部数据结构就是由弱引用来实现的。
static class ThreadLocalMap {
/**
* The entries in this hash map extend WeakReference, using
* its main ref field as the key (which is always a
* ThreadLocal object). Note that null keys (i.e. entry.get()
* == null) mean that the key is no longer referenced, so the
* entry can be expunged from table. Such entries are referred to
* as "stale entries" in the code that follows.
*/
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
}
在使用 ThreadLocal 时如果忘记了remove操作，很容易出现内存泄露的问题，后续有时间我会专门写一篇文章再讲讲这个。
虚引用
虚引用是最弱的一种引用关系，如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，它随时可能会被回收。
在 JDK1.2 之后，用 PhantomReference 类来表示，通过查看这个类的源码，发现它只有一个构造函数和一个 get() 方法，而且它的 get() 方法仅仅是返回一个 null，也就是说将永远无法通过虚引用来获取对象，虚引用必须要和 ReferenceQueue 引用队列一起使用。
public class PhantomReference<T> extends Reference<T> {
/**
* Returns this reference object's referent. Because the referent of a
* phantom reference is always inaccessible, this method always returns
* <code>null</code>.
*
* @return <code>null</code>
*/
public T get() {
return null;
}
public PhantomReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
super(referent, q);
}
}
总结
通过这篇文章介绍了 Java 语言中的四种引用类型，看完后我们发现这主要与Java 的垃圾回收机制和内存管理息息相关。JVM 作为基础，还是希望大家能够扎实的掌握。
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原文发布时间：2020-08-03
本文作者：程序员大帝
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