什么是虚引用？

虚引用是Java中四种引用类型之一，是一种比弱引用还弱的引用类型。它的主要作用是帮助跟踪对象的销毁过程，但不能通过虚引用访问到对象。在Java中，虚引用被用于在对象被销毁之前进行必要的清理工作，例如关闭文件、释放系统资源等任务。

虚引用通常会被用在以下情况中：

• 在对象销毁的同时，进行一些资源释放操作。
• 追踪对象被垃圾回收机制回收的过程，进而查看对象的回收状态。
• 当虚引用指向的对象被垃圾回收器回收时，虚引用将被放入一个队列中，用于进一步的处理。

使用虚引用，需要注意以下几点：

• 虚引用必须与引用队列（ReferenceQueue）一起使用，虚引用指向的对象被垃圾回收时，将被加入到引用队列中，程序可以在引用队列中获取到虚引用。与ReferenceQueue配合使用，可以实现一些比较复杂的操作，例如资源释放、对象的自我复活等。
• 虚引用不能用来取得对象的引用，因为虚引用所指向的对象随时可能被垃圾回收机制回收。
• 虚引用的get()方法始终返回null。

下面是两个虚引用的示例：

示例1

Object obj = new Object();
ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(obj, queue);
PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(obj, queue); //创建一个虚引用

obj = null; //让对象成为“垃圾”

System.gc(); //通知JVM的垃圾回收器进行垃圾回收

//检查队列中是否有虚引用
Reference<?> ref = queue.poll();
while (ref != null) {
    System.out.println("queue中的引用对象: " + ref);
    // 被关联的对象被清除后，虚引用才会被添加至队列中
    if (ref == phantomRef) {
        System.out.println("phantom reference被加入到了队列中");
    }
    if (ref == weakRef) {
        System.out.println("weak reference被加入到了队列中");
    }
    ref = queue.poll();
}

运行示例1，输出如下：

weak reference被加入到了队列中
phantom reference被加入到了队列中

从输出结果中可以看出，被弱引用和虚引用所引用的对象被回收后，这些引用都被加入到了队列中。

示例2

import java.lang.ref.PhantomReference;
import java.lang.ref.Reference;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;

public class PhantomRefTest {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
        PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(obj, queue);

        obj = null;
        System.gc();

        Reference<?> ref = queue.poll();
        while (ref != null) {
            System.out.println("queue中的引用对象: " + ref);
            if (ref == phantomRef) {
                System.out.println("对象被垃圾回收了");
            }
            ref = queue.poll();
        }
    }
}

运行示例2，输出如下：

queue中的引用对象: java.lang.ref.PhantomReference@74a14482
对象被垃圾回收了

从输出结果可以看出，当虚引用所引用的对象被垃圾回收机制回收时，这个虚引用将被加入到引用队列中，并可以在队列中获取到它。