一、JAVA引用

JAVA中有四种引用，强引用、软引用、弱引用、虚引用，而这些引用在代码层次都继承了Reference<T>这个类。

JAVA引用类关系图

上面可以看到常见的虚引用（PhantomReference），弱引用（WeakReference）,软引用（SoftReference）,至于Finalizer和Cleaner在后续文章中详述。

二、Reference源码

1.源码位置

在JDK中会有src.zip，解压src.zip会在java\lang\ref中查看到Reference.java。

JDK中源码包

2.Reference中原理

引用是一种管理JAVA内存的方式，如果对象存在强引用，GC的时候不会将对象回收，而如果对象有且仅有软引用（内存不足时），弱引用时，对象会被GC回收，而Reference则是管理软引用，弱引用的基础。

Reference就是为对象创建一个非强引用，当对象没有强引用存在时，JVM会对对象进行标识，并且在Reference中进行处理。

I.Reference中的ReferenceQueue

Reference中包裹的对象当没有强引用存在时，即使是代码中存在对它的（弱引用、软引用、虚引用）时，对象也会被回收，对象被回收时有时候需要被监听，此时通过ReferenceQueue来处理，将Reference加入到ReferenceQueue中，通过对ReferenceQueue的处理来通过那些监听对象，如WeakHashMap中，Key是弱引用的，当某个Key包裹的对象不存在强引用时，这个Key会被回收掉，当时当这个Key被回收掉时，Map并未得到通知，此时需要将Key被回收掉通知给Map以便Map删除这个Key，此时就需要将Key这个引用对象加入到Queue中，以便处理Queue从中获知Key已经被回收了，从而处理Map删除Key。

II.Reference对象的状态

1.Active 对象在创建时初始的状态

2.Pending 如果存在queue，此状态会出现，表示对象准备被加入到queue中

3.Enqueued 如果存在queue,此状态会出现，表示对象已经加入到了queue

4.Inactive 引用对象失效，此状态未终结状态

状态转换图

II.Reference对象状态的标记

Reference中没有定义专门的变量来标记当前的状态，而是通过queue和next的值共同作用来标记当前的状态。

Active：如果创建Reference对象时，没有传入ReferenceQueue，queue = NULL。如果有传入，则queue指向传入的ReferenceQueue队列对象，next==null。

Pending：queue为初始化时传入ReferenceQueue对象；next==this；

Enqueue：queue==ReferenceQueue.ENQUEUED；next为queue中下一个reference对象，或者若为最后一个了next==this；

Inactive：queue==ReferenceQueue.NULL;next==this.

III.状态变更操作（即上述值得改变）

由于没有读JVM源码，所以下面很多由JVM引起的改变只是猜测，望懂得大神给予指点。

A.Active---->Inactive，此过程在JVM感知某个对象不存在强引用的情况下，将next指针指向自己，以达到没有让引用对象失效的状态。

B. Active---->Pending，此同上，将next指针指向自己。

C. Pending----->Enqueue，此过程由Reference中的tryHandlePending调用ReferenceQueue中的enqueue处理，进而将queue的取值赋值为ENQUEUED，将next赋值为自己（如果自己是queue中最后一个元素）或者是复制给queue队列的head。

D.Pending----> Inactive，这个就是使用者自己操作了，什么时候去处理queue中的对象，调用ReferenceQueue中的remove，queue赋值为NULL，next指向自己。

IV.discovered变量和pending变量。

这两个变量为JVM与Reference对象交互的关键，由JVM改变二者的值。

pending 是一个静态变量，也就是所有Reference对象共享的，表示准备加入到queue的队列，而作为一个队列需要有next指针将队列串联，而discovered在某种情况下就承担了这个角色。

下面是个人的一些猜想：

关于引用，维护了两个队列，一个是discovered队列，一个是pending队列，前者表示对象可以被回收， JVM经过一些处理后，将对象加入到pending队列，等待加入到queue。

此处discovered在不同的状态下有两种含义，当对象处于active状态时，discovered指向的是可以被回收的对象，当对象处于pending状态时，discovered指向的是pending队列的下一个元素。

disvoered的双重含义

JVM中判定对象被回收，则先加入到Discovered队列中，经过一些数据操作，将对象加入到Pending队列中，举例：上述中D4经过处理，添加到pending队列中，则P4的discovered=D4，

D4.discovered=NULL,而后D3加入，D4.discovered=D3.以此类推。

而pending队列的出队操作，在tryHandlePending中操作。下面将对象出列，先将pending指向下一个对象即localReference.discovered;，而后将弹出的对象的discovered=null。

pending的出队操作

三、疑问

I.被包裹的对象何时被GC销毁的?

II.Reference本身也是内存对象，何时被销毁？

III.Discovered列表何时被创建？

四、链接

GC中的Discovered队列：http://www.importnew.com/21628.html
很全面的讲解了Reference的代码：https://cloud.tencent.com/developer/article/1366147