强引用、软引用、弱引用、虚引用用法

强引用

强引用是指程序中在程序代码之中类似“Object obj = new Object()”的引用关系，无论任何情况下，只要强引用关系还存在，垃圾回收器就不会回收掉被引用的对象。
强引用是我们最常用的引用，没什么好讲的，在集合源码中也可以见到将强引用置为null来使对象被回收的操作：

    /**
     * HashMap中的清除方法，将所有节点遍历置为null
     * 使不可达对象在下次gc时被回收
     */
    public void clear() {
        Node<K,V>[] tab;
        modCount++;
        if ((tab = table) != null && size > 0) {
            size = 0;
            for (int i = 0; i < tab.length; ++i)
                tab[i] = null;
        }
    }

弱引用

在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前，所有对软可达对象的软引用都保证已被清除。也就是说在发生内存溢出之前会先清除软引用，并且软引用对象也会被清除。
这样我们就可以利用软引用做一层缓存，在空间充足的时候保存一些文件，在空间紧张时自动清理并且做一些善后操作。

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        softReferenceOverHeadLimitResolve();
    }
    private static void softReferenceOverHeadLimitResolve() {
        int capacity = 1024 * 1024;
        //用来保存对象
        HashSet<SoftReference<SmallSoftObject>> set = new HashSet<>(capacity);
        // 引用队列，被清除的软引用会进入这个队列中，这个队列我们之后还会再用到
        ReferenceQueue<SmallSoftObject> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
        for (int i = 0; i < capacity; i++) {
        	// 保存文件
            set.add(new SoftReference<>(new SmallSoftObject(), referenceQueue));
            // 如果之前保存的文件因为空间不足被清理，可以在这个方法里执行善后处理
            removeObject(set, referenceQueue);
        }
        System.out.println("End");
    }

    private static void removeObject(HashSet<SoftReference<SmallSoftObject>> set, ReferenceQueue<SmallSoftObject> referenceQueue) {
    	//获得被清理的软引用，在set中删除
        Reference<? extends SmallSoftObject> poll = referenceQueue.poll();
        while (poll != null) {
            set.remove(poll);
            poll = referenceQueue.poll();
        }
    }

    static class SmallSoftObject {
        byte[] data = new byte[1024];
    }
}

现在我们添加运行参数，修改堆大小模拟内存不够的情况，并开启gc日志

-Xmx40m -XX:+PrintGC

以下是运行结果

弱引用

弱引用在下次垃圾回收发生时就会被回收。

WeakReference<byte[]> wk = new WeakReference<byte[]>(new byte[1024 * 1024 * 100]);
        System.out.println(wk.get());
        System.gc();
        System.out.println(wk.get());

虚引用

虚引用被回收后会进入引用队列等待，查看代码发现只有一个带队列的构造方法：

那么我们使用虚引用的目的就是当对象被回收，虚引用会进入引用队列，这是我们从引用队列取出引用后得知对象被回收的信息，进行验尸工作。

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        testPhantomReference();
    }


    public static void testPhantomReference() {
        ReferenceQueue rq = new ReferenceQueue();
        byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 100];

        PhantomReference<byte[]> pr = new PhantomReference<byte[]>(bytes, rq);

        //监控对象是否被清理
        Thread cleanUpThread = new Thread(() -> {
            try {
                while(true){
                    Reference remove = rq.remove();
                    System.out.println("对象被清理了" + remove);
                }
                } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        );
        cleanUpThread.setDaemon(
                true
        );
        cleanUpThread.start();

        bytes = null;
        System.gc();
    }

这里我们启动一个守护线程去监控对象是否被清理，如果被清理则打印清理内容