引用与对象
每种编程语言都有自己操作内存中元素的方式，例如在 C 和 C++ 里是通过指针，而在 Java 中则是通过“引用”。在 Java 中一切都被视为了对象，但是我们操作的标识符实际上是对象的一个引用（reference）。
从JDK 1.2版本开始，把对象的引用分为4种级别，从而使程序能更加灵活地控制对象的生命周期。这4种引用的强度依次减弱：强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用（Phantom Reference）4 种。
//创建一个引用，引用可以独立存在，并不一定需要与一个对象关联 String s; //通过这个引用标识符指向某个对象，之后便可以通过这个引用来实现操作对象了。 s = new String("abc"); System.out.println(str.toString());
Java 中的垃圾回收机制在判断是否回收某个对象的时候，都需要依据“引用”这个概念。
在不同垃圾回收算法中，对引用的判断方式有所不同：
- 引用计数法：为每个对象添加一个引用计数器，每当有一个引用指向它时，计数器就加1，当引用失效时，计数器就减1，当计数器为0时，则认为该对象可以被回收（目前在Java中已经弃用这种方式了）。
- 可达性分析算法：从一个被称为 GC Roots 的对象开始向下搜索，如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则说明此对象不可用。
引用类型
1、强引用
Java中默认声明的就是强引用，只要强引用存在，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足时，JVM也只会直接抛出OutOfMemoryError，不会去回收。如果想中断强引用与对象之间的联系，可以显示的将强引用赋值为null，这样一来，JVM就可以适时的回收对象了。例如：
//只要obj还指向Object对象，Object对象就不会被回收 Object obj = new Object(); //将强引用赋值为null后JVM可以回收 obj = null;
2、软引用
软引用是用来描述一些非必需但仍有用的对象。在内存足够的时候，软引用对象不会被回收，只有在内存不足时，GC则会回收软引用对象，如果回收了软引用对象之后仍然没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。这种特性常常被用来实现缓存技术，比如网页缓存，图片缓存等。在 JDK1.2 之后，用java.lang.ref.SoftReference类来表示软引用。
接下来做个测试，我的内存配置如下图：
软引用：
public static void testSoftReference() { for (int i = 0; i < 5; i++) { //创建弱引用字节数组 byte[] buff = new byte[1024 * 1024 * 1000]; SoftReference<byte[]> sr = new SoftReference<byte[]>(buff); list.add(sr); } //主动通知垃圾回收，内存不足时回收弱引用 System.gc(); for(int i=0; i < list.size(); i++){ Object obj = ((SoftReference) list.get(i)).get(); System.out.println(obj); } }
测试结果：
null null null null [B@14ae5a5
打印结果总是只有最后一个对象被保留，其他的obj全都被置空回收了。这里就说明了在内存不足的情况下，软引用将会被自动回收。即使有 byte[] buff 引用指向对象, 且 buff 是一个strong reference, 但是 SoftReference sr 指向的对象仍然被回收了，这是因为Java的编译器发现了在之后的代码中, buff 已经没有被使用了, 所以自动进行了优化。
强引用：
public static void testSoftReference1() { //强引用 byte[] buff = null; for (int i = 0; i < 5; i++) { buff = new byte[1024 * 1024 * 1000]; SoftReference<byte[]> sr = new SoftReference<byte[]>(buff); list.add(sr); } //主动通知垃圾回收，内存不足时回收弱引用 System.gc(); for(int i=0; i < list.size(); i++){ Object obj = ((SoftReference) list.get(i)).get(); System.out.println(obj); } }
结果：
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at com.demo.ReferenceTest.testSoftReference1(ReferenceTest.java:45) at com.demo.ReferenceTest.main(ReferenceTest.java:20)
buff 会因为强引用的存在，而无法被垃圾回收，从而抛出OOM的错误。
3.弱引用
弱引用的引用强度比软引用要更弱一些，无论内存是否足够，只要 JVM 开始进行垃圾回收，那些被弱引用关联的对象都会被回收。在 JDK1.2 之后，用 java.lang.ref.WeakReference 来表示弱引用。
public static void testWeakReference() { for (int i = 0; i < 5; i++) { byte[] buff = new byte[1024 * 1024 * 1000]; WeakReference<byte[]> sr = new WeakReference<byte[]>(buff); list.add(sr); } //主动通知垃圾回收 System.gc(); for(int i=0; i < list.size(); i++){ Object obj = ((WeakReference) list.get(i)).get(); System.out.println(obj); } }
结果：
null null null null null
可以发现所有被弱引用关联的对象都被垃圾回收了。
弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。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。不过，由于垃圾回收器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。
4、虚引用
（1）概念
“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垃圾回收器回收。
虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器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。
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); } }
（2）引用队列（ReferenceQueue）
引用队列可以与软引用、弱引用以及虚引用一起配合使用，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有引用，那么就会在回收对象之前，把这个引用加入到与之关联的引用队列中去。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了引用，来判断被引用的对象是否将要被垃圾回收，这样就可以在对象被回收之前采取一些必要的措施。
与软引用、弱引用不同，虚引用必须和引用队列一起使用。