引用和可触及性的强度

java中提供了四个级别的引用：强引用、软引用、弱引用和虚引用。

除强引用外，其它三种均可以在java.lang.ref包中找到它们的身影。

强引用就是程序中一般使用的引用类型，强引用对象是可触及的，不会被回收。

相对的，软引用、弱引用和虚引用的对象是软可触及、弱可触及和虚可触及的，在一定条件下，都可以被回收。

强引用

/**
 * Created by wb-xxd249566 on 2017/4/5.
 */
public class StrongReference {
    public static void main(String[] args){
        StringBuffer str = new StringBuffer("Hello world");
    }
}

此段代码运行时，str将被分配在java栈上，而对象StringBuffer实例则被分配在堆上。

局部变量str指向StringBuffer实例所在堆空间，通过str可操作该实例，那么str就是StringBuffer实例的强引用。

此时如果再加一条赋值语句：

/**
 * Created by wb-xxd249566 on 2017/4/5.
 */
public class StrongReference {
    public static void main(String[] args){
        StringBuffer str = new StringBuffer("Hello world");
        StringBuffer str1 = str;
    }
}

这样str所指向的引用也会被str1所指向，同时在局部变量表上会分配空间存放局部变量str1，此时，该StringBuffer实例就有俩个引用了。

对引用的"=="操作用于表示俩操作数所指向的堆空间的地址是否相同，不表示俩操作数所指向的对象是否相等。

强引用所具备的特点：

1.强引用可以直接访问目标对象

2.强引用所指向的对象在任何时候都不会被系统回收，jvm宁愿抛出OOM异常，也不会回收强引用所指向的对象

3.强引用可能导致内存泄漏

软引用

import java.lang.ref.SoftReference;

/**
 * Created by wb-xxd249566 on 2017/4/5.
 * -Xmx10m
 */
public class SoftRef {
    public static class User{
        public User(int id,String name){
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
        public int id;
        public String name;

        @Override
        public String toString() {
            return "[id="+String.valueOf(id)+",name="+name+"]";
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        User u = new User(1,"xxd");
        SoftReference<User> userSoftRef = new SoftReference<>(u);
        u = null;

        System.out.println(userSoftRef.get());
        System.gc();
        System.out.println("After GC");
        System.out.println(userSoftRef.get());

        byte[] b = new byte[1024*925*7];
        System.gc();
        System.out.println(userSoftRef.get());
    }

}

讲道理，由强引用u创建的软引用userSoftRef，在分配了byte[]数组后，内存紧张，应该被GC清除掉，但是在我的计算机上并没有把它清除

由此可见，在我的计算机上，相同的配置，在分配了1024*925*7这么大空间后，并没有使系统感觉资源紧张，因此没有回收该软引用，修改参数，最终在分配了1024*937*7的空间后

byte[] b = new byte[1024*937*7];

执行结果：

所以从该示例中可以看出，GC 未必会回收软引用的对象，但是当内存资源紧张时，软引用对象会被回收，所以软引用对象不会引起内存溢出。

每一个软引用都可以附带一个引用队列，当对象的可达性状态发生变化时(由可达变为不可达)，软引用对象就会进入引用队列，可以跟踪对象的回收状况。

import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;

/**
 * Created by wb-xxd249566 on 2017/4/5.
 */
public class SoftRefQ {
    public static class User{
        public User(int id,String name){
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
        public int id;
        public String name;

        @Override
        public String toString() {
            return "[id="+String.valueOf(id)+",name="+name+"]";
        }
    }

    static ReferenceQueue<User> softQueue = null;
    public static class CheckRefQueue extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                if (softQueue != null){
                    UserSoftReference obj = null;
                    try {
                        obj = (UserSoftReference) softQueue.remove();
                    }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (obj!=null)
                        System.out.println("user id "+obj.uid+" is deleted");
                }
            }
        }
    }

    public static class UserSoftReference extends SoftReference<User>{
        int uid;
        public UserSoftReference(User referent, ReferenceQueue<? super  User> q){
            super(referent,q);
            uid = referent.id;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t = new CheckRefQueue();
        t.setDaemon(true);
        t.start();
        User u = new User(1,"xxd");
        softQueue = new ReferenceQueue<>();
        UserSoftReference userSoftRef = new UserSoftReference(u,softQueue);
        u = null;
        System.out.println(userSoftRef.get());
        System.gc();
        System.out.println("After GC");
        System.out.println(userSoftRef.get());

        System.out.println("try to create byte array and GC");
        byte[] b = new byte[1024*937*7];
        System.gc();
        System.out.println(userSoftRef.get());

        Thread.sleep(1000);
    }
}

执行结果(-Xmx10m)：

弱引用

弱引用是一种比软引用较弱的引用类型。在系统GC时，只要发现弱引用，不管系统堆空间使用情况如何，都会将对象进行回收。

一旦一个弱引用对象被垃圾回收器回收，便会加入到一个注册的引用队列中(与软引用类似)

import java.lang.ref.WeakReference;

/**
 * Created by wb-xxd249566 on 2017/4/5.
 */
public class WeakRef {
    public static class User{
        public User(int id,String name){
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
        public int id;
        public String name;

        @Override
        public String toString() {
            return "[id="+String.valueOf(id)+",name="+name+"]";
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        User u = new User(1,"xxd");
        WeakReference<User> userWeakReference = new WeakReference<>(u);
        u = null;
        System.out.println(userWeakReference.get());
        System.gc();
        System.out.println("After GC");
        System.out.println(userWeakReference.get());
    }
}

执行结果：

软引用、弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据。如果这么做，当系统内存不足时，这些缓存数据会被回收，不会导致内存溢出。而当内存资源充足时，这些缓存数据又可以存在相当长的时间，从而起到加速系统的作用。

虚引用

虚引用是所有引用当中类型最弱的一个。一个持有虚引用的对象，和没有引用几乎是一模一样的，随时都可能被垃圾回收器回收。

当视图通过虚引用的get()方法取得强引用时，总是会失败。并且，虚引用必须和引用队列一起使用，它的作用在于跟踪垃圾回收过程。

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，就会在回收对象后，将这个虚引用加入引用队列，以通知应用程序对象的回收情况。

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;

/**
 * Created by wb-xxd249566 on 2017/4/5.
 */
public class TraceCanReliveObj {
    public static TraceCanReliveObj obj;
    static ReferenceQueue<TraceCanReliveObj> phantomQueue = null;
    public static class CheckRefQueue extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                if (phantomQueue != null){
                    PhantomReference<TraceCanReliveObj> objt = null;
                    try {
                        objt = (PhantomReference<TraceCanReliveObj>) phantomQueue.remove();
                    }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if(objt!=null){
                        System.out.println("TraceCanReliveObj is delete by GC");
                    }
                }
            }
        }
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("CanReliveObj finalize called");
        obj =this;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "I am CanReliveObj";
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t = new CheckRefQueue();
        t.setDaemon(true);
        t.start();

        phantomQueue = new ReferenceQueue<>();
        obj = new TraceCanReliveObj();
        PhantomReference<TraceCanReliveObj> phantomReference = new PhantomReference<>(obj,phantomQueue);

        obj = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(1000);
        if (obj == null){
            System.out.println("obj is null");
        }else{
            System.out.println("obj is useful");
        }
        System.out.println("The second GC");
        obj = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(1000);
        if (obj == null) {
            System.out.println("obj is null");
        }else{
            System.out.println("obj is useful");
        }
    }
}

由于虚引用可以跟踪对象的回收时间，因此，可以将一些资源释放操作放置在虚引用中执行和记录。