你确定真的了解 Java 四种引用（强引用、弱引用、软引用、虚引用）了吗？

背景

我之前一直认为自己还是比较了解 Java 中的四种引用的，直到前段时间有同事排查young gc问题，把一个本地缓存数据由WeakReference改成 SoftReference把young gc问题给解决了，我才意识到之前对着4中引用理解的不够透彻。

Java四种引用介绍

Java中引入 四种 引用的目的是让程序自己决定对象的生命周期，JVM是通过垃圾回收器对这四种 引用做不同的处理，来实现对象生命周期的改变。

1、强引用（StrongR eference）

强引用是 Java中最常见的，如果一个对象具有强引用，垃圾回收器宁愿抛出OOM也不会回收强引用。比如：

Object object = new Object();

object对象就是强引用。

2、软引用（SoftReference）

如果 一个对象仅持有 软引用，内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；但是如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。比如：

SoftReference<Object> softReference = new SoftReference<Object>(new Object());

其中softReference就是软引用。

应用场景： 常用于本地缓存。

例子：Mybatis中的本地缓存SoftCache就是使用 softReference模式，本地内存不足时会回收cache中的对象。

3、弱引用（WeakReference）

如果 一个对象仅持有 弱引用，当发生垃圾回收时，不管内存是否充分，都会将弱引用进行回收。

WeakReference<Object> weakReference = new WeakReference<Object>(new Object());

其中weakReference就是弱引用。

应用场景：很多资料说可用于本地缓存，但是我觉得用于本地缓存可能会GC带来副作用（在讲完弱引用对GC的影响之后你就明白了）。

例子：JDK中ThreadLocal就是使用的W eakReference，就是为了防止用户忘记调用remove，发生内存泄漏。

4、虚引用（PhantomReference）

虚引用不会改变对象的生命周期，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。

应用场景： 主要用于跟踪对象何时被回收，比如防止资源泄漏等；应用场景和finalize类似，但是这是一种 比finalizer更轻量更好的机制。

例子： DirectByteBuffer对象在创建的时候关联了一个PhantomReference（Cleaner），在这个子类中调用Unsafe的free接口来释放DirectByteBuffer对应的堆外内存块 。

引用与GC的关系

引用和GC的关系如下图：

对于软引用，只有在内存不足的时候才会影响到GC ，GC处理时类似于如下：

GC () {

if (内存不足)  {

处理和回收软引用内存。

}

}

但是对于弱引用，每次GC的时候都需要处理弱引用。 GC处理时类似于如下 ：

GC () {

处理和回收弱引用内存。

}

而在处理和回收引用时，通常需要两次GC才能完成， 在第一次GC时把引用加入到 queue队列。第二次GC的时候才会真正回收该对象。过程类似于finalize方法（参考： 从一个Young GC变慢的案例来聊聊finalize方法 ）。

对于虚引用也有类似的过程。典型的mysql driver中链接使用了ConnectionPhantomReference追踪解决链接泄漏问题，但是也可能会导致GC 时间飚高。

如何解决引用带来的GC升高问题

一般情况下，不管是young GC还是CMS GC都会在GC日志中显示引用处理时间。比如 CMS GC如下：

如果我们发现处理时间太长，我们可以通过加入参数-XX:+PrintReferenceGC 。来定位是哪种引用时间处理太长。然后dump堆内内存，用MAT找到相关的引用，然后定位到代码解决问题。

如果代码层面实在没有办法优化的话，可以通过加入 -XX:+ParallelRefProcEnabled  参数加快引用处理。

总结

也就是说一般情况下，软引用不会影响到GC（只有在内存不足时才会影响），但是弱引用会对GC产生比较强的明显，导致GC升高。所以说在使用本地cache的场景下尽量使用 弱引用 减少对GC产生的影响。