Java的引用StrongReference、 SoftReference、 WeakReference 、PhantomReference

1. @Test  
2. public void softReference() {  
3.     Object referent = new Object();  
4.     SoftReference<Object> softRerference = new SoftReference<Object>(referent);  
5.   
6.     assertNotNull(softRerference.get());  
7.       
8.     referent = null;  
9.     System.gc();  
10.       
11.     /** 
12.      *  soft references 只有在 jvm OutOfMemory 之前才会被回收, 所以它非常适合缓存应用 
13.      */  
14.     assertNotNull(softRerference.get());  
15. }  

1. @Test  
2. public void phantomReferenceAlwaysNull() {  
3.     Object referent = new Object();  
4.     PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<Object>(referent, new ReferenceQueue<Object>());  
5.       
6.     /** 
7.      * phantom reference 的 get 方法永远返回 null  
8.      */  
9.     assertNull(phantomReference.get());  
10. }  

诸位可能要问, 一个永远返回 null 的 reference 要来何用,  请注意构造 PhantomReference 时的第二个参数 ReferenceQueue(事实上 WeakReference & SoftReference 也可以有这个参数)， 
PhantomReference 唯一的用处就是跟踪 referent  何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中. 

5. RererenceQueue 

当一个 WeakReference 开始返回 null 时， 它所指向的对象已经准备被回收， 这时可以做一些合适的清理工作.   将一个 ReferenceQueue 传给一个 Reference 的构造函数， 当对象被回收时， 虚拟机会自动将这个对象插入到 ReferenceQueue 中， WeakHashMap 就是利用 ReferenceQueue 来清除 key 已经没有强引用的 entries. 

Java代码  

1. @Test  
2. public void referenceQueue() throws InterruptedException {  
3.     Object referent = new Object();       
4.     ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<Object>();  
5.     WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<Object>(referent, referenceQueue);  
6.       
7.     assertFalse(weakReference.isEnqueued());  
8.     Reference<? extends Object> polled = referenceQueue.poll();  
9.     assertNull(polled);  
10.       
11.     referent = null;  
12.     System.gc();  
13.   
14.     assertTrue(weakReference.isEnqueued());  
15.     Reference<? extends Object> removed = referenceQueue.remove();  
16.     assertNotNull(removed);  
17. }  

6.  PhantomReference  vs WeakReference 

PhantomReference  有两个好处， 其一， 它可以让我们准确地知道对象何时被从内存中删除， 这个特性可以被用于一些特殊的需求中(例如 Distributed GC，  XWork 和 google-guice 中也使用 PhantomReference 做了一些清理性工作). 

其二， 它可以避免 finalization 带来的一些根本性问题, 上文提到 PhantomReference 的唯一作用就是跟踪 referent 何时被 enqueue 到 ReferenceQueue 中,  但是 WeakReference 也有对应的功能, 两者的区别到底在哪呢 ? 
这就要说到 Object 的 finalize 方法, 此方法将在 gc 执行前被调用, 如果某个对象重载了 finalize 方法并故意在方法内创建本身的强引用,  这将导致这一轮的 GC 无法回收这个对象并有可能 
引起任意次 GC， 最后的结果就是明明 JVM 内有很多 Garbage 却 OutOfMemory， 使用 PhantomReference 就可以避免这个问题， 因为 PhantomReference 是在 finalize 方法执行后回收的，也就意味着此时已经不可能拿到原来的引用,  也就不会出现上述问题,  当然这是一个很极端的例子, 一般不会出现. 

7.  小结 
       一般的应用程序不会涉及到 Reference 编程， 但是了解这些知识会对理解 GC 的工作原理以及性能调优有一定帮助,   在实现一些基础性设施比如缓存时也可能会用到， 希望本文能有所帮助.