四种引用和使用场景

强引用（StrongReference）

如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器（Garbage Collection，GC）绝不会回收它。当内存空间不足，JVM 宁愿抛出 OutOfMemoryError，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

// 强引用
Object o = new Object();

// 如果不使用时，要弱化引用，帮助 GC 回收此对象
// 显式地设为 null 或超出对象的生命周期范围，则 GC 认为该对象不存在引用，这时就会回收该对象
// 具体什么时候回收取决于 GC 的算法
o = null;

// 在一个方法的内部有一个强引用
// 这个引用 o 保存在栈中，而真正的引用内容（Object）保存在堆中
// 当这个方法运行完成后就会退出方法栈，引用 o 将会不存在，引用内容 Object 将被回收
// 但如果这个 o 是全局的变量，就需要在不用时将其设为 null，因为强引用不会被垃圾回收
public void test(){
  Object o = new Object();
}

ArrayList 源码：

private transient Object[] elementData;

public void clear() {
  modCount++;
  // 如果只是 elementData = null，那么强引用仍然存在
  // 所以调用该 clear() 方法释放数组中存放的引用类型
  // Let gc do its work
  for (int i = 0; i < size; i++)
    elementData[i] = null;
  size = 0;
}

软引用（SoftReference）

如果一个对象只具有软引用，当内存空间足够，GC 不会回收它；但内存空间不足时，就会回收这些对象的内存。可以使用软引用实现内存敏感的高速缓存。

软引用可以和引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被 GC 回收，JVM 就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

// 强引用
String str = new String("abc");
// 软引用
SoftReference<String> softRef = new SoftReference<String>(str);

if(JVM.内存不足()) {
  str = null;  // 转换为软引用
  System.gc(); // 通知 GC 进行回收
}

实际场景：按浏览器的后退按钮时，这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？

可能的实现策略：

• 如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收，则按后退查看前面浏览过的页面时，需要重新构建。
• 如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费，甚至会造成内存溢出。

使用软引用灵活处理：

// 获取页面进行浏览
Browser prev = new Browser();
// 浏览完毕后置为软引用
SoftReference sr = new SoftReference(prev);

if(sr.get() != null) {
  // 还没有被回收器回收，直接获取
  rev = (Browser) sr.get();
} else {
  // 由于内存吃紧，软引用的对象被回收了
  // 这时重新构建前一页面
  prev = new Browser();
  sr = new SoftReference(prev);
}

弱引用（WeakReference）

弱引用与软引用的区别：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在 GC 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。不过，由于 GC 是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用可以和引用队列联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，JVM 就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

当你想引用一个对象，但是这个对象有自己的生命周期，你不想介入这个对象的生命周期，这时候你就可以用弱引用。

// 强引用
String str = new String("abc");
// 弱引用
WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<String>(str);
// 再次变为强引用
String abc = weakRef.get();

虚引用（PhantomReference）

“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被 GC 回收。主要用来跟踪对象被 GC 回收的活动。

虚引用与软引用和弱引用的区别：虚引用必须和引用队列联合使用。当 GC 准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue();
PhantomReference pr = new PhantomReference(object, queue); 

可以通过判断引用队列中是否加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。