JAVA高级（11）—— 软引用与弱引用

一、问题

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 ，②GC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。

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

二、weak reference

一般用来防止内存泄漏，要保证内存被虚拟机回收。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 weakCar = new WeakReference(Car)(car);

还有一种用法

public class WeakReferenceCar extends WeakReference{
    public WeakReferenceCar(Car car){
        super(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。

public class TestWeakReference {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car(22000,"silver");
        WeakReference weakCar = new WeakReference(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?)。若修改为:

public class TestWeakReference {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car(22000,"silver");
        WeakReference weakCar = new WeakReference(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（垃圾回收器是一个优先级很低的线程，不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象 ） 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。

三、其他类型的Reference

SoftReference
多用作来实现缓存机制(cache)，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。

private Map> mImageCache = new HashMap>();

PhantomReference（虚引用）
唯一目的就是在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知，被虚引用关联的对象，和其生存时间完全没关系。

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：WeakReference(T referent, ReferenceQueue q)

参考文献

不只是给面试加分 -- Java WeakReference的理解与使用
Android 弱引用和软引用