Java WeakReference的理解与使用

在Java里, 当一个对象o被创建时, 它被放在Heap里. 当GC运行的时候, 如果发现没有任何引用指向o, o就会被回收以腾出内存空间. 或者换句话说, 一个对象被回收, 必须满足两个条件: 1)没有任何引用指向它 2)GC被运行.

在现实情况写代码的时候, 我们往往通过把所有指向某个对象的referece置空来保证这个对象在下次GC运行的时候被回收 (可以用java -verbose:gc来观察gc的行为)

Object c = new Car();c=null;

但是, 手动置空对象对于程序员来说, 是一件繁琐且违背自动回收的理念的.  对于简单的情况, 手动置空是不需要程序员来做的, 因为在java中, 对于简单对象, 当调用它的方法执行完毕后, 指向它的引用会被从stack中popup, 所以他就能在下一次GC执行时被回收了.

但是, 也有特殊例外. 当使用cache的时候, 由于cache的对象正是程序运行需要的, 那么只要程序正在运行, cache中的引用就不会被GC给(或者说, cache中的reference拥有了和主程序一样的life cycle). 那么随着cache中的reference越来越多, GC无法回收的object也越来越多, 无法被自动回收. 当这些object需要被回收时, 回收这些object的任务只有交给程序编写者了. 然而这却违背了GC的本质(自动回收可以回收的objects).

所以, java中引入了weak reference. 相对于前面举例中的strong reference:

Object c = new Car(); //只要c还指向car object, car object就不会被回收

 当一个对象仅仅被weak reference指向, 而没有任何其他strong reference指向的时候, 如果GC运行, 那么这个对象就会被回收. weak reference的语法是:

WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference(Car)(car);

 当要获得weak reference引用的object时, 首先需要判断它是否已经被回收:

weakCar.get();

 如果此方法为空, 那么说明weakCar指向的对象已经被回收了.

下面来看一个例子:

package weakreference;/** * @author wison */public class Car {private double price;private String colour;public Car(double price, String colour){this.price = price;this.colour = colour;}public double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;}public String getColour() {return colour;}public void setColour(String colour) {this.colour = colour;}public String toString(){return colour +"car costs $"+price;}}

package weakreference;import java.lang.ref.WeakReference;/** * @author wison */public class TestWeakReference {public static void main(String[] args) {Car car = new Car(22000,"silver");WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);int i=0;while(true){if(weakCar.get()!=null){i++;System.out.println("Object is alive for "+i+" loops - "+weakCar);}else{System.out.println("Object has been collected.");break;}}}}

在上例中, 程序运行一段时间后, 程序打印出"Object has been collected." 说明, weak reference指向的对象的被回收了.

值得注意的一点 , 即使有 car 引用指向对象, 且 car 是一个strong reference, weak reference weakCar指向的对象仍然被回收了. 这是因为java的编译器在发现进入while循环之后, car 已经没有被使用了, 所以进行了优化(将其置空?). 当把TestWeakReference.java修改为:

package weakreference;import java.lang.ref.WeakReference;/** * @author wison */public class TestWeakReference {public static void main(String[] args) {Car car = new Car(22000,"silver");WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);int i=0;while(true){System.out.println("here is the strong reference 'car' "+car);if(weakCar.get()!=null){i++;System.out.println("Object is alive for "+i+" loops - "+weakCar);}else{System.out.println("Object has been collected.");break;}}}}

 weak reference指向的object就不会被回收了. 因为还有一个strong reference car 指向它.

* WeakReference的一个特点是它何时被回收是不可确定的, 因为这是由GC运行的不确定性所确定的. 所以, 一般用weak reference引用的对象是有价值被cache, 而且很容易被重新被构建, 且很消耗内存的对象.

ReferenceQueue

在weak reference指向的对象被回收后, weak reference本身其实也就没有用了. java提供了一个ReferenceQueue来保存这些所指向的对象已经被回收的reference. 用法是在定义WeakReference的时候将一个ReferenceQueue的对象作为参数传入构造函数.

其他类型的references

-SoftReference

soft reference和weak reference一样, 但被GC回收的时候需要多一个条件: 当系统内存不足时(GC是如何判定系统内存不足? 是否有参数可以配置这个threshold?), soft reference指向的object才会被回收. 正因为有这个特性, soft reference比weak reference更加适合做cache objects的reference. 因为它可以尽可能的retain cached objects, 减少重建他们所需的时间和消耗.

-phantomReference

这个还没想到应用场景, 就先不说了. 有人在实践中用到了的话, 欢迎分享.

WeakHashMap

to be continued