(一) 強引用(StrongReference)
強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。如下：
Object strongReference = new Object();
當內存空間不足時，Java虛擬機寧願拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足的問題。
如果強引用對象不使用時，需要弱化從而使GC能夠回收，如下：
strongReference = null;
顯式地設置strongReference對象為null，或讓其超出對象的生命周期范圍，則gc認為該對象不存在引用，這時就可以回收這個對象。具體什么時候收集這要取決於GC算法。
public void test() { Object strongReference = new Object(); // 省略其他操作 }
在一個方法的內部有一個強引用，這個引用保存在Java棧中，而真正的引用內容(Object)保存在Java堆中。
當這個方法運行完成后，就會退出方法棧，則引用對象的引用數為0，這個對象會被回收。
但是如果這個strongReference是全局變量時，就需要在不用這個對象時賦值為null，因為強引用不會被垃圾回收。
比如ArraryList類的clear方法中就是通過將引用賦值為null來實現清理工作的：
public void clear() { modCount++; // Let gc do its work for (int i = 0; i < size; i++) elementData[i] = null; size = 0; }
在ArrayList類中定義了一個私有的變量elementData數組，在調用方法清空數組時可以看到為每個數組內容賦值為null。不同於elementData=null，強引用仍然存在，避免在后續調用 add()等方法添加元素時進行重新的內存分配。使用如clear()方法中釋放內存的方法對數組中存放的引用類型特別適用，這樣就可以及時釋放內存。
二、軟引用
軟引用是用來描述一些有用但並不是必需的對象，在Java中用java.lang.ref.SoftReference類來表示。對於軟引用關聯着的對象，只有在內存不足的時候JVM才會回收該對象。因此，這一點可以很好地用來解決OOM的問題，並且這個特性很適合用來實現緩存：軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。比如網頁緩存、圖片緩存等。
軟引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用，如果軟引用所引用的對象被JVM回收，這個軟引用就會被加入到與之關聯的引用隊列中。
// 強引用
String strongReference = new String("abc");
// 軟引用
String str = new String("abc");
SoftReference<String> softReference = new SoftReference<String>(str);
軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用。如果軟引用所引用對象被垃圾回收，JAVA虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。
ReferenceQueue<String> referenceQueue = new ReferenceQueue<>(); String str = new String("abc"); SoftReference<String> softReference = new SoftReference<>(str, referenceQueue); str = null; // Notify GC System.gc(); System.out.println(softReference.get()); // abc Reference<? extends String> reference = referenceQueue.poll(); System.out.println(reference); //null
注意：軟引用對象是在jvm內存不夠的時候才會被回收，我們調用System.gc()方法只是起通知作用，JVM什么時候掃描回收對象是JVM自己的狀態決定的。就算掃描到軟引用對象也不一定會回收它，只有內存不夠的時候才會回收。
當內存不足時，JVM首先將軟引用中的對象引用置為null，然后通知垃圾回收器進行回收：
if(JVM內存不足) { // 將軟引用中的對象引用置為null str = null; // 通知垃圾回收器進行回收 System.gc(); }
也就是說，垃圾收集線程會在虛擬機拋出OutOfMemoryError之前回收軟引用對象，而且虛擬機會盡可能優先回收長時間閑置不用的軟引用對象。對那些剛構建的或剛使用過的“較新的”軟對象會被虛擬機盡可能保留，這就是引入引用隊列ReferenceQueue的原因。
應用場景：
瀏覽器的后退按鈕。按后退時，這個后退時顯示的網頁內容是重新進行請求還是從緩存中取出呢？這就要看具體的實現策略了。
- 如果一個網頁在瀏覽結束時就進行內容的回收，則按后退查看前面瀏覽過的頁面時，需要重新構建；
- 如果將瀏覽過的網頁存儲到內存中會造成內存的大量浪費，甚至會造成內存溢出。
這時候就可以使用軟引用，很好的解決了實際的問題：
// 獲取瀏覽器對象進行瀏覽 Browser browser = new Browser(); // 從后台程序加載瀏覽頁面 BrowserPage page = browser.getPage(); // 將瀏覽完畢的頁面置為軟引用 SoftReference softReference = new SoftReference(page); // 回退或者再次瀏覽此頁面時 if(softReference.get() != null) { // 內存充足，還沒有被回收器回收，直接獲取緩存 page = softReference.get(); } else { // 內存不足，軟引用的對象已經回收 page = browser.getPage(); // 重新構建軟引用 softReference = new SoftReference(page); }
(三) 弱引用(WeakReference)
弱引用與軟引用的區別在於：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中，一旦發現了只具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。不過，由於垃圾回收器是一個優先級很低的線程，因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。
String str = new String("abc"); WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str); str = null;
JVM首先將軟引用中的對象引用置為null，然后通知垃圾回收器進行回收：
str = null; System.gc();
注意：如果一個對象是偶爾(很少)的使用，並且希望在使用時隨時就能獲取到，但又不想影響此對象的垃圾收集，那么你應該用Weak Reference來記住此對象。
下面的代碼會讓一個弱引用再次變為一個強引用：
String str = new String("abc"); WeakReference<String> weakReference = new WeakReference<>(str); // 弱引用轉強引用 String strongReference = weakReference.get();
同樣，弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。
簡單測試：
GCTarget.java
public class GCTarget { // 對象的ID public String id; // 占用內存空間 byte[] buffer = new byte[1024]; public GCTarget(String id) { this.id = id; } protected void finalize() throws Throwable { // 執行垃圾回收時打印顯示對象ID System.out.println("Finalizing GCTarget, id is : " + id); } }
GCTargetWeakReference.java
public class GCTargetWeakReference extends WeakReference<GCTarget> { // 弱引用的ID public String id; public GCTargetWeakReference(GCTarget gcTarget, ReferenceQueue<? super GCTarget> queue) { super(gcTarget, queue); this.id = gcTarget.id; } protected void finalize() { System.out.println("Finalizing GCTargetWeakReference " + id); } }
WeakReferenceTest.java
public class WeakReferenceTest { // 弱引用隊列 private final static ReferenceQueue<GCTarget> REFERENCE_QUEUE = new ReferenceQueue<>(); public static void main(String[] args) { LinkedList<GCTargetWeakReference> gcTargetList = new LinkedList<>(); // 創建弱引用的對象，依次加入鏈表中 for (int i = 0; i < 5; i++) { GCTarget gcTarget = new GCTarget(String.valueOf(i)); GCTargetWeakReference weakReference = new GCTargetWeakReference(gcTarget, REFERENCE_QUEUE); gcTargetList.add(weakReference); System.out.println("Just created GCTargetWeakReference obj: " + gcTargetList.getLast()); } // 通知GC進行垃圾回收 System.gc(); try { // 休息幾分鍾，等待上面的垃圾回收線程運行完成 Thread.sleep(6000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 檢查關聯的引用隊列是否為空 Reference<? extends GCTarget> reference; while((reference = REFERENCE_QUEUE.poll()) != null) { if(reference instanceof GCTargetWeakReference) { System.out.println("In queue, id is: " + ((GCTargetWeakReference) (reference)).id); } } } }
可見WeakReference對象的生命周期基本由垃圾回收器決定，一旦垃圾回收線程發現了弱引用對象，在下一次GC過程中就會對其進行回收。
(四) 虛引用(PhantomReference)
虛引用顧名思義，就是形同虛設。與其他幾種引用都不同，虛引用並不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。
應用場景：
虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。
虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在於：
虛引用必須和引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用。當垃圾回收器准備回收一個對象時，如果發現它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。
String str = new String("abc"); ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue(); // 創建虛引用，要求必須與一個引用隊列關聯 PhantomReference pr = new PhantomReference(str, queue);
程序可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用，來了解被引用的對象是否將要進行垃圾回收。如果程序發現某個虛引用已經被加入到引用隊列，那么就可以在所引用的對象的內存被回收之前采取必要的行動。
總結
Java中4種引用的級別和強度由高到低依次為：強引用 -> 軟引用 -> 弱引用 -> 虛引用
當垃圾回收器回收時，某些對象會被回收，某些不會被回收。垃圾回收器會從根對象Object來標記存活的對象，然后將某些不可達的對象和一些引用的對象進行回收。
通過表格來說明一下，如下：
| 引用類型 | 被垃圾回收時間 | 用途 | 生存時間 |
|---|---|---|---|
| 強引用 | 從來不會 | 對象的一般狀態 | JVM停止運行時終止 |
| 軟引用 | 當內存不足時 | 對象緩存 | 內存不足時終止 |
| 弱引用 | 正常垃圾回收時 | 對象緩存 | 垃圾回收后終止 |
| 虛引用 | 正常垃圾回收時 | 跟蹤對象的垃圾回收 | 垃圾回收后終止 |