java gc --- 四种引用

古龙有《七种武器》，java里有四种引用。

下文主要是对《understanding-weak-references》这一博文的重点进行翻译

强引用，strong references

StringBuffer buffer = new StringBuffer()

像上面这样的就是强引用，只要某个对象与gc root有强引用链相连，那么这个对象就不可能被gc回收掉。jvm宁可发生OOM，也不会回收这个对象。

强引用有时可能太强了

作者提出了两种场景

1. 假设我们有一个不可扩展的Widget类，现在我们想给每个Widget对象附加一个编号属性，那么我们可以这么做：额外搞一个HashMap，key是Widget对象，value是编号，通过更新与查询这个HashMap，可以实现想要的功能。

但是这个时候问题来了，如果有的Widget对象不再被使用到了（成为了垃圾），由于HashMap中保存了对所有Widget的强引用，所以GC绝对不会释放这些Widget，那么这个HashMap就会越来越大，与之关联的Widget也会越来越多，直到发生OOM。

为了解决这个问题，一个很简单的想法当然是“如果有Widget不用了，那就把它从HashMap里删掉啊”，但是如何才能知道某个Widget再不被使用了呢？总不能再弄一个引用计数系统吧。

2. 假设我们正在构建一个缓存系统，比方说把硬盘里的图片缓存到内存里，但是内存总是有限的，如果我们在内存中保存的是图片对象的强引用，那么这些对象不会在gc中被释放，这很容易就会导致内存被耗尽，然后发生OOM

弱引用 Weak References

弱引用不足以让对象在内存中强制驻留。也就是说，被弱引用修饰的对象，在gc过程中可能会被回收，你并不需要什么额外的操作。下面是使用范例：

WeakReference<Widget> weakWidget = new WeakReference<Widget>(widget);

我们可以使用weakWidget.get()方法来获取这个弱引用所指向的对象，但是由于这个对象可能已经被gc回收了，所以get到的值可能为null。

对于上面提出的第一种场景，我们可以使用系统内置的WeakHashMap来完成这一工作，WeakHashMap的特点是它的key值是WeakReference（不是value值！），而且如果WeakHashMap的某个key值被自动回收了，它所对应的value也会被自动释放。场景一的问题就这样被轻松解决了。

引用队列 Reference Queues

如果WeakReference的get方法返回null了，那么这个WeakReference所关联的对象已经被释放了，但是这个WeakReference对象本身还是存在的，它会占用空间，为了避免内存泄漏。我们需要一个机制来确保WeakReference也能被释放。

于是有了ReferenceQueue。

如果在创建WeakReference的时候，在构造函数里传入一个ReferenceQueue，那么在这个WeakReference所引用的对象被回收之后，这个WeakReference会被自动插入到ReferenceQueue里来。于是我们可以在适当的时候（比方说后台开一个定时线程）去扫描这个ReferenceQueue，然后把队列里的无用的WeakReference全部清除掉。

软引用 Soft References

软引用与弱引用极其类似，但是软引用相比之下并不急于释放所引用的对象。

弱引用不会影响gc，弱引用指向的对象只要被gc扫描到，就会被释放，但是由于gc线程的优先级很低，而且这个对象可能已经被提升到了老年代，所以这个对象还是可能存活很久。

软引用会影响gc，被软引用指向的对象只有在内存不足的时候，才会被释放掉（generally retained as long as memory is in plentiful supply）。

我个人的理解就是：软引用指向的对象可以无视young gc，只在full gc里被回收。弱引用的对象碰到young gc也会被回收。

幻引用 Phantom References

幻引用的get方法永远返回null（PhantomReference重写了父类Reference的get方法，其get方法里就一行代码：return null），也就是说一旦一个对象被放到幻引用里，就再也不可能通过这个幻引用找到它了。

它唯一的作用就是在对象被真正回收之后，放到ReferenceQueue里（因此它只有一个带有ReferenceQueue的构造方法）。

它与WeakReference的区别是：

WeakReference：一旦探测到对象只有WeakReference，就将其放入ReferenceQueue（WeakReference are enqueued as soon as the object to which they point becomes weakly reachable. This before finalization or garbage collection has actually happened.）

PhantomReference：只有在对象被真正销毁之后，才会被放入到ReferenceQueue中（PhantomReferences are enqueued only when the object is physically removed from memory.）

很奇怪，网上很多中文资料里写的都是错的。

稍微总结一下，按引用强度来划分：

强引用>软引用>弱引用>幻引用

ps: ReferenceQueue还与FinalReference有相当的关联，具体请查看参考资料中的那篇infoq的文章

参考资料

https://community.oracle.com/blogs/enicholas/2006/05/04/understanding-weak-references

https://www.zhihu.com/question/49760047/answer/123486092

http://www.infoq.com/cn/articles/jvm-source-code-analysis-finalreference