Java中弱引用、软引用、虚引用、强引用、 Finalizer引用
Java中弱引用、软引用、虚引用、强引用、 Finalizer引用
在Java层面，一共有四种引用：强引用、软引用、弱引用、虚引用，这几种引用的生命周期由强到弱。转换关系大致如下图所示：
强引用(Strong Reference)
就是我们最常见的普通对象引用，只要还有强引用指向一个对象，就能表明对象还“活着”，垃圾收集器不会碰这种对象。对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要超过了引用的作用域或者显式地将相应（强）引用赋值为 null，就是可以被垃圾收集的了。
软引用（Soft Reference）
实现类为：SoftReference。只有当JVM认为内存不足时，才会试图回收软引用指向的对象，JVM会确保在抛出OutOfMemoryError之前，清理软引用指向的对象。（适合做缓存）通过下面的代码可以验证：
import java.lang.ref.SoftReference;
public class SoftReferenceTest {
//-Xms25m -Xmx25m -Xmn20m -XX:+PrintGCDetails
public static void main(String[] args) {
softReference();
}
public static void softReference() {
//申请10M的数据
byte[] referent = new byte[1024*1024*10];
SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(referent);
referent = null;
//不会回收软引用的数据，
System.gc();
//软引用的对象在内存充足的情况下不会回收
if(softRerference.get() != null){
System.out.println("true");
}else{
System.out.println("false");
}
//因为空间不足，会回收软引用的数据
byte[] another = new byte[1024*1024*10];
if(softRerference.get() != null){
System.out.println("true");
}else{
System.out.println("false");
}
System.out.println("end");
}
}弱引用（Weak Reference）:
实现类为：WeakReference。可以用来构建一种没有特定约束的关系，同样是缓存实现的选择(WeekHashMap就是采用弱引用的方式实现的)。JVM一旦发现了某个对象只有弱引用与之关联，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。下面代码可以验证：
import java.lang.ref.WeakReference;
public class WeakReferenceTest {
// -Xms25m -Xmx25m -Xmn20m -XX:+PrintGCDetails
public static void main(String[] args) {
weekReference();
}
public static void weekReference() {
// 申请10M的数据
byte[] referent = new byte[1024 * 1024 * 10];
WeakReference<Object> softRerference = new WeakReference<Object>(referent);
referent = null;
//弱引用的数据，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
System.gc();
// 软引用的对象在内存充足的情况下不会回收
if (softRerference.get() != null) {
System.out.println("true");
} else {
System.out.println("false");
}
}
}幻象引用(Phantom Reference)
实现类为：PhantomReference。提供了一种确保对象被finalize以后，做某些事情的机制。（Java平台自身的Cleaner机制）如：申请堆外内存时，在JVM堆中会创建一个对应的Cleaner对象，这个Cleaner类继承了PhantomReference,当DirectByteBuffer对象被回收时，可以执行对应的Cleaner对象的clean方法，做一些后续工作，这里是释放之前申请的堆外内存。
引用何时被加到ReferenceQueue队列里
在构造软引用，弱引用和幻象引用的时候，可以传入一个ReferenceQueue的对象，这个队列是用来做什么的呢？当软引用，弱引用和幻象引用所引用的对象被回收之后，对应的SoftReference，WeakReference，PhantomReference 对象已经不再具有存在的价值，需要一个适当的清除机制，避免大量Reference对象带来的内存泄漏。而这个队列就是由JVM将引用对象加入到队列里，由JVM将Reference对象清理。加入队列是由ReferenceHandler这个线程来来做的，代码如下图所示：
- tryHandlePending方法的代码如下：
static boolean tryHandlePending(boolean waitForNotify) {
Reference<Object> r;
Cleaner c;
try {
synchronized (lock) {
if (pending != null) { //pending由JVM进行赋值
r = pending;
// 'instanceof' might throw OutOfMemoryError sometimes
// so do this before un-linking 'r' from the 'pending' chain...
c = r instanceof Cleaner ? (Cleaner) r : null;
// unlink 'r' from 'pending' chain
pending = r.discovered; //将pending的值往下移
r.discovered = null;
} else {
if (waitForNotify) {
lock.wait();
}
return waitForNotify;
}
}
} catch (OutOfMemoryError x) {
Thread.yield();
// retry
return true;
} catch (InterruptedException x) {
// retry
return true;
}
//Cleaner 类型的直接掉用clean对象，不会加入到队列里了
if (c != null) {
c.clean();
return true;
}
//这里将Reference对象加入到队列里
ReferenceQueue<? super Object> q = r.queue;
if (q != ReferenceQueue.NULL) q.enqueue(r);
return true;
}Finalizer引用
Finalizer继承Reference，Finalizer在我们的系统里无法被构造(类被定义成package final 类型)，Finalizer的实例是一个双向链表的结构，内部有prev与next指针，提供了add与remove方法将对象增加到链表与从链表中删除对象。任何类只要实现了Object类里的finalize方法，JVM在初使化这个对象的时候（调用构造方法的时候），会构造一个Finalizer对象，通过调用Finalizer的register方法，代码如下：
在构造方法里，会调用add方法，将Finalizer对象加入到链表里，代码如下：
，我们分析dump内存的时候，经常能看到 java.lang.ref.Finalizer占用的内存大小远远排在前面，就是因为系统里构造了大量的实现了finalize方法的对象。
何时被加入到ReferenceQueue里
当gc发生的时候，gc算法会判断对象是不是只被Finalizer类引用，如果这个类仅仅被Finalizer对象引用的时候，说明这个对象在不久的将来会被回收了现在可以执行它的finalize方法了，于是会将这个Finalizer对象放到Finalizer类的ReferenceQueue里，但是这个f类对象其实并没有被回收，因为Finalizer这个类还对他们持有引用，在gc完成之前，jvm会调用ReferenceQueue里的lock对象的notify方法（当ReferenceQueue为空的时候，FinalizerThread线程会调用ReferenceQueue的lock对象的wait方法直到被jvm唤醒）。
何时调用finalize方法
Finalizer类里定义了FinalizerThread，用于将ReferenceQueue里的对象取出并执行finalize方法。具体代码如下：
软引用的具体回收时机可以参考：https://www.jianshu.com/p/e46158238a77 参考文章：https://time.geekbang.org/column/article/6970 https://www.jianshu.com/p/e46158238a77 https://www.jianshu.com/p/7200da8b043f https://mp.weixin.qq.com/s/fftHK8gZXHCXWpHxhPQpBg