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Java引用介绍

   Java从1.2版本开始引入了4种引用，这4种引用的级别由高到低依次为：

   强引用  >  软引用  >  弱引用  >  虚引用

⑴强引用（StrongReference）
    强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也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。

⑵软引用（SoftReference）

    如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，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。

    软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

虚引用在实际中有重要的应用，例如浏览器的后退按钮。按后退时，这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？这就要看具体的实现策略了。

（1）如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收，则按后退查看前面浏览过的页面时，需要重新构建

（2）如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费，甚至会造成内存溢出

这时候就可以使用软引用

⑶弱引用（WeakReference）

    弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

    弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

当你想引用一个对象，但是这个对象有自己的生命周期，你不想介入这个对象的生命周期，这时候你就是用弱引用。

这个引用不会在对象的垃圾回收判断中产生任何附加的影响。

⑷虚引用（PhantomReference）

    “虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。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，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

    虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之 关联的引用队列中。

由于引用和内存回收关系紧密。下面，先通过实例对内存回收有个认识；然后，进一步通过引用实例加深对引用的了解。

2 内存回收

创建公共类MyDate，它的作用是覆盖finalize()函数：在finalize()中输出打印信息，方便追踪。

说明：finalize()函数是在JVM回收内存时执行的，但JVM并不保证在回收内存时一定会调用finalize()。

MyDate代码如下：

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 import java.util.Date;
 4 
 5 public class MyDate extends Date { 
 6 
 7     /** Creates a new instance of MyDate */
 8     public MyDate() {
 9     }
10     // 覆盖finalize()方法
11     protected void finalize() throws Throwable {
12         super.finalize();
13         System.out.println("obj [Date: " + this.getTime() + "] is gc");
14     }   
15 
16     public String toString() {
17         return "Date: " + this.getTime();
18     }
19 }

在这个类中，对java.util.Date类进行了扩展，并重写了finalize()和toString()方法。

创建公共类ReferenceTest，它的作用是定义一个方法drainMemory()：消耗大量内存，以此来引发JVM回收内存。

ReferenceTest代码如下：

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 public class ReferenceTest {   
 4     /** Creates a new instance of ReferenceTest */
 5     public ReferenceTest() {
 6     }   
 7     
 8     // 消耗大量内存
 9     public static void drainMemory() {
10         String[] array = new String[1024 * 10];
11         for(int i = 0; i < 1024 * 10; i++) {
12             for(int j = ‘a‘; j <= ‘z‘; j++) {
13                 array[i] += (char)j;
14             }           
15         }
16     }
17 } 

在这个类中定义了一个静态方法drainMemory()，此方法旨在消耗大量的内存，促使JVM运行垃圾回收。

有了上面两个公共类之后，我们即可测试JVM什么时候进行垃圾回收。下面分3种情况进行测试：

情况1：清除对象

实现代码：

1 package com.skywang.java;
2 
3 public class NoGarbageRetrieve {
4 
5     public static void main(String[] args) {
6         MyDate date = new MyDate();
7         date = null;
8     }
9 }

运行结果：

<无任何输出>

结果分析：date虽然设为null，但由于JVM没有执行垃圾回收操作，MyDate的finalize()方法没有被运行。

情况2：显式调用垃圾回收

实现代码：  

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 public class ExplicitGarbageRetrieve {
 4 
 5     /**
 6      * @param args
 7      */
 8     public static void main(String[] args) {
 9         // TODO Auto-generated method stub
10         MyDate date = new MyDate();
11         date = null;
12         System.gc();
13     }
14 
15 }

运行结果：

obj [Date: 1372137067328] is gc

结果分析：调用了System.gc()，使JVM运行垃圾回收，MyDate的finalize()方法被运行。

情况3：隐式调用垃圾回收

实现代码：  

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 public class ImplicitGarbageRetrieve {
 4 
 5     /**
 6      * @param args
 7      */
 8     public static void main(String[] args) {
 9         // TODO Auto-generated method stub
10         MyDate date = new MyDate();
11         date = null;
12         ReferenceTest.drainMemory();
13     }
14 
15 } 

运行结果：

obj [Date: 1372137171965] is gc

结果分析：虽然没有显式调用垃圾回收方法System.gc()，但是由于运行了耗费大量内存的方法，触发JVM进行垃圾回收。

总结：JVM的垃圾回收机制，在内存充足的情况下，除非你显式调用System.gc()，否则它不会进行垃圾回收；在内存不足的情况下，垃圾回收将自动运行

3、Java对引用的分类

3.1 强引用

实例代码： 

1 package com.skywang.java;
2 
3 public class StrongReferenceTest {
4 
5     public static void main(String[] args) {
6         MyDate date = new MyDate();
7         System.gc();
8     }
9 }

运行结果：

<无任何输出>

结果说明：即使显式调用了垃圾回收，但是用于date是强引用，date没有被回收。

3.2 软引用

实例代码： 

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 import java.lang.ref.SoftReference;
 4 
 5 public class SoftReferenceTest {
 6 
 7     public static void main(String[] args) {
 8         SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
 9         ReferenceTest.drainMemory();
10     }
11 }

运行结果：

<无任何输出>

结果说明：在内存不足时，软引用被终止。软引用被终止时，

SoftReference ref = new SoftReference(new MyDate());
ReferenceTest.drainMemory();

等价于

MyDate date = new MyDate();

// 由JVM决定运行
If(JVM.内存不足()) {
date = null;
System.gc();
}

3.3 弱引用

示例代码：  

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 import java.lang.ref.WeakReference;
 4 
 5 public class WeakReferenceTest {
 6 
 7     public static void main(String[] args) {
 8         WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
 9         System.gc(); 
10     }
11 }

运行结果：

obj [Date: 1372142034360] is gc

结果说明：在JVM垃圾回收运行时，弱引用被终止.

WeakReference ref = new WeakReference(new MyDate());
System.gc();

等同于：

MyDate date = new MyDate();

// 垃圾回收
If(JVM.内存不足()) {
date = null;
System.gc();
}

3. 4 假象引用

示例代码：  

 1 package com.skywang.java;
 2 
 3 import java.lang.ref.ReferenceQueue;
 4 import java.lang.ref.PhantomReference;
 5 
 6 public class PhantomReferenceTest {
 7 
 8     public static void main(String[] args) {
 9         ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
10         PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
11         System.gc();
12     }
13 }

运行结果：

obj [Date: 1372142282558] is gc

结果说明：假象引用，在实例化后，就被终止了。

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference ref = new PhantomReference(new MyDate(), queue);
System.gc();

等同于：

MyDate date = new MyDate();
date = null;

可以用以下表格总结上面的内容： 

java的引用

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