Java 中的 Reference

　　在 jdk 1.2 及其以後，引入了強引用、軟引用、弱引用、虛引用這四個概念。網上很多關於這四個概念的解釋，但大多是概念性的泛泛而談，今天我結合著程式碼分析了一下，首先我們先來看定義與大概解釋（參考型別在包 java.lang.ref 裡）。

　　1、強引用（StrongReference）

　　　　強引用不會被GC回收，並且在java.lang.ref裡也沒有實際的對應類型。舉個例子來說：
　　　　Object obj = new Object();
　　　　這裡的obj引用便是一個強引用，不會被GC回收。

　　2、軟引用（SoftReference）

　　　　軟引用在JVM報告記憶體不足的時候才會被GC回收，否則不會回收，正是由於這種特性軟引用在caching和pooling中用處廣泛。軟引用的用法：

　　　　Object obj = new Object();　　　　SoftReference<Object> softRef = new SoftReference(obj);　　　　// 使用 softRef.get() 擷取軟引用所引用的對象　　　　Object objg = softRef.get();

　 3、弱引用（WeakReference）

　　　　當GC一但發現了弱引用對象，將會釋放WeakReference所引用的對象。弱引用使用方法與軟引用類似，但回收策略不同。

　　4、虛引用（PhantomReference）

　　　　當GC一但發現了虛引用對象，將會將PhantomReference對象插入ReferenceQueue隊列，而此時PhantomReference所指向的對象並沒有被GC回收，而是要等到ReferenceQueue被你真正的處理後才會被回收。虛引用的用法：

Object obj = new Object();ReferenceQueue<Object> refQueue = new ReferenceQueue<Object>();PhantomReference<Object> phanRef = new PhantomReference<Object>(obj, refQueue);// 調用phanRef.get()不管在什麼情況下會一直返回nullObject objg = phanRef.get();// 如果obj被置為null，當GC發現了虛引用，GC會將phanRef插入進我們之前建立時傳入的refQueue隊列// 注意，此時phanRef所引用的obj對象，並沒有被GC回收，在我們顯式地調用refQueue.poll返回phanRef之後// 當GC第二次發現虛引用，而此時JVM將phanRef插入到refQueue會插入失敗，此時GC才會對obj進行回收Reference<? extends Object> phanRefP = refQueue.poll();

看了簡單的定義之後，我們結合著代碼來測試一下，強引用就不用說了，軟引用的描述也很清楚，關鍵是 “弱引用” 與 “虛引用”。

弱引用：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object obj = new Object();ReferenceQueue<Object> refQueue = new ReferenceQueue<Object>();WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<Object>(obj, refQueue);System.out.println(weakRef.get());System.out.println(refQueue.poll());obj = null;System.gc();System.out.println(weakRef.get());System.out.println(refQueue.poll());}

由於System.gc()是告訴JVM這是一個執行GC的好時機，但具體執不執行由JVM決定，因此當JVM決定執行GC，得到的結果便是（事實上這段代碼一般都會執行GC）：

　　java.lang.Object@de6ced
　　null
　　null
　　java.lang.ref.WeakReference@1fb8ee3

從執行結果得知，通過調用weakRef.get()我們得到了obj對象，由於沒有執行GC,因此refQueue.poll()返回的null，當我們把obj = null;此時沒有引用指向堆中的obj對象了，這裡JVM執行了一次GC，我們通過weakRef.get()發現返回了null，而refQueue.poll()返回了WeakReference對象，因此JVM在對obj進行了回收之後，才將weakRef插入到refQueue隊列中。

虛引用：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object obj = new Object();ReferenceQueue<Object> refQueue = new ReferenceQueue<Object>();PhantomReference<Object> phanRef = new PhantomReference<Object>(obj, refQueue);System.out.println(phanRef.get());System.out.println(refQueue.poll());obj = null;System.gc();System.out.println(phanRef.get());System.out.println(refQueue.poll());}

同樣，當JVM執行了GC，得到的結果便是：

　　null
　　null
　　null
　　java.lang.ref.PhantomReference@1fb8ee3

從執行結果得知，我們先前說的沒有錯，phanRef.get()不管在什麼情況下，都會返回null，而當JVM執行GC發現虛引用之後，JVM並沒有回收obj，而是將PhantomReference對象插入到對應的虛引用隊列refQueue中，當調用refQueue.poll()返回PhantomReference對象時，poll方法會先把PhantomReference的持有隊列queue（ReferenceQueue<? super T>）置為NULL，NULL對象繼承自ReferenceQueue，將enqueue(Reference paramReference)方法覆蓋為return false，而此時obj再次被GC發現時，JVM再將PhantomReference插入到NULL隊列中便會插入失敗返回false，此時GC便會回收obj。事實上通過這段代碼我們也的卻看不出來obj是否被回收，但通過 PhantomReference 的javadoc注釋中有一句是這樣寫的：

Once the garbage collector decides that an object obj is phantom-reachable, it is being enqueued on the corresponding queue, but its referent is not cleared. That is, the reference queue of the phantom reference must explicitly be processed by some application code.

翻譯一下（這句話很簡單，我相信很多人應該也看得懂）：

一旦GC決定一個“obj”是虛可達的，它（指PhantomReference）將會被入隊到對應的隊列，但是它的指代並沒有被清除。也就是說，虛引用的引用隊列一定要明確地被一些應用程式代碼所處理。

弱引用與虛引用的用處

　　軟引用很明顯可以用來製作caching和pooling，而弱引用與虛引用呢？其實用處也很大，首先我們來看看弱引用，舉個例子：

 class Registry {     private Set registeredObjects = new HashSet();     public void register(Object object) {         registeredObjects.add( object );     } }

所有我添加進 registeredObjects 中的object永遠不會被GC回收，因為這裡有個強引用儲存在registeredObjects裡，另一方面如果我把代碼改為如下：

class Registry {     private Set registeredObjects = new HashSet();     public void register(Object object) {         registeredObjects.add( new WeakReference(object) );     } }

  現在如果GC想要回收registeredObjects中的object，便能夠實現了，同樣在使用HashMap如果想實現如上的效果，一種更好的實現是使用WeakHashMap。

而虛引用呢？我們先來看看javadoc的部分說明：

Phantom references are useful for implementing cleanup operations that are necessary before an object gets garbage-collected. They are sometimes more flexible than the finalize() method.

翻譯一下：

虛引用在實現一個對象被回收之前必須做清理操作是很有用的。有時候，他們比finalize()方法更靈活。

很明顯的，虛引用可以用來做對象被回收之前的清理工作。