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前言
每種編程語言都有自己操作內存中元素的方式，例如在 C 和 C++ 裏是通過指針，對於指針的使用，大家肯定記得剛學習時候的痛苦。
作爲 OOP 面向對象編程的翹楚，在 Java 中一切都被視爲了對象。但其實操作時候的標識符並不是真正的對象，而是對象的一個引用（reference）。
通過將這個叫“引用”的標識符指向某個對象，之後便可以使用這個引用來實現操作對象了。
在 JDK1.2 之前，Java中的定義很傳統：如果 reference 類型的數據中存儲的數值代表的是另外一塊內存的起始地址，就稱爲這塊內存代表着一個引用。
Java 中的垃圾回收機制在判斷是否回收某個對象的時候，都需要依據“引用”這個概念。不同垃圾回收算法中，對引用的判斷方式有所不同，典型的有引用計數法和可達性分析法。
JDK1.2 之前，一個對象只有“已被引用”和"未被引用"兩種狀態，這將無法描述某些特殊情況下的對象，比如，當內存充足時需要保留，而內存緊張時才需要被拋棄的一類對象。
所以在 JDK.1.2 之後，Java 對引用的概念進行了擴充，將引用分爲了：強引用（Strong Reference）、軟引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虛引用（Phantom Reference）4 種，這 4 種引用的強度依次減弱。
本篇文章將對這四種引用類型進行詳細介紹。
正文
強引用
在 Java 中，我們默認聲明的時候，使用的是強引用，比如：
A a = new A();只要使用了強引用，垃圾回收器將永遠不會回收被引用的對象。由於內存大小是一定的，當內存不足時，JVM 會直接拋出 OutOfMemoryError，因爲沒辦法回收去釋放空間。
如果想中斷強引用與對象之間的關係，可以顯示將其賦值爲 null，這樣一來JVM 就可以在適當的時候進行垃圾回收了。
A a = null;軟引用
軟引用比強引用的程度減弱一些，表示是一些非必需但仍有用的對象。它的表現形式如下：
（1）內存足夠的時候，軟引用對象不會被回收。
（2）內存不足時，系統則會回收軟引用對象。
如果軟引用對象被回收之後，仍然沒有足夠的內存空間，然後會拋出內存溢出異常。
由於軟引用的這種特性，非常適合實現緩存技術，比如網頁緩存，圖片緩存等等。
在 JDK1.2 之後，用java.lang.ref.SoftReference類來表示軟引用。
弱引用
弱引用的強度還要更弱一些，它最主要的特點是：無論內存是否足夠，只要 JVM 開始進行垃圾回收，那些被弱引用關聯的對象都會被回收。
在 JDK1.2 之後，用 java.lang.ref.WeakReference 來表示弱引用。
我們可以用下面的小demo來測試一下：
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(); //主動通知垃圾回收
for(int i=0; i < list.size(); i++){
Object obj = ((WeakReference) list.get(i)).get();
System.out.println(obj);
}
}運行後會發現所有被弱引用關聯的對象都被垃圾回收了。
在學習弱引用的時候，一個經典的例子就是 ThreadLocal，通過源代碼我們發現它的內部數據結構就是由弱引用來實現的。
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 時如果忘記了remove操作，很容易出現內存泄露的問題，後續有時間我會專門寫一篇文章再講講這個。
虛引用
虛引用是最弱的一種引用關係，如果一個對象僅持有虛引用，那麼它就和沒有任何引用一樣，它隨時可能會被回收。
在 JDK1.2 之後，用 PhantomReference 類來表示，通過查看這個類的源碼，發現它只有一個構造函數和一個 get() 方法，而且它的 get() 方法僅僅是返回一個 null，也就是說將永遠無法通過虛引用來獲取對象，虛引用必須要和 ReferenceQueue 引用隊列一起使用。
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);
}
}總結
通過這篇文章介紹了 Java 語言中的四種引用類型，看完後我們發現這主要與Java 的垃圾回收機制和內存管理息息相關。JVM 作爲基礎，還是希望大家能夠紮實的掌握。
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原文發佈時間：2020-08-03
本文作者：程序員大帝
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