Java SoftReference、WeakReference、PhantomReference 知识点

Reference类型:

Strong Reference:它可以防止引用的对象被垃圾回收;一般的对象都是使用这个类型:如new xx();

Soft Reference:它所引用的对象只有在内存不足时,才会被回收;

Weak Reference:

  • 不会延长对象的生命周期,但是不会阻止GC对它的垃圾回收操作;

  • 如果传入ReferenceQueue对象,那么每次对象回收时都会将对象存储到ReferenceQueue中,如果有其他操作可以遍历此ReferenceQueue;

  • 可以结合WeakHashMap源码中的expungeStaleEntries方法了解如何使用;

Phantom Reference:

  • 它与上面的3种类型有很大的不同,它的get()方法始终返回null,即通过这个引用,你甚至都不能获取它所引用的对象;

  • 如果你看它的源码,它的构造器必须要给定一个ReferenceQueue,当然了,你也可以把它设置为空,但是这样的引用一点意义都没有;

  • 重点就是传入的这个对象ReferenceQueue,一旦对象回收,那么对象就会被放入ReferenceQueue队列中;

  • 使用场景:比如你已经把一张很大的图片加载到内存当中,只有当你确定这张图片从内存移除之后,我才会加载下一张图片,这样可以防止内存溢出错误。

WeakHashMap源码分析

WeakHashMap 中的key使用了Weak Reference,当key不再被使用时,会被自动移除;

//代码片段:
private static class Entry extends WeakReference implements Map.Entry {
    V value;
    final int hash;
    Entry next;

    /**
     * Creates new entry.
     */
    //我们会在构造的时候,用Weak references去引用对象,如果被引用的对象没有被gc,那么可以通过WeakReference 的get()方法去获取被引用的对象。
    //但是,如果被引用的对象已经被垃圾回收或者有人调用了WeakReference.clear() ,那么get() 方法将始终返回null
    // 如果你想用get() 方法返回的结果,一个最佳的实践就是你应该做一下非空检查。总之,Weak reference并不会延长对象的生命周期。
    Entry(Object key, V value,
          ReferenceQueue queue,
          int hash, Entry next) {
        //key被WeakReference引用
        super(key, queue);
        //value没有被引用
        this.value = value;
        this.hash  = hash;
        this.next  = next;
    }
    
    ...
}

垃圾收集器如何对待 Reference 对象

如果你去看WeakReference, SoftReference, PhantomReference的源码,你会发现它们都继承了抽象的 Reference类。那么现在我们来看看当垃圾收集器遇到 Reference对象时,是如何对待它们的?

当垃圾收集器在追踪heap,遇到Reference 对象时,==它并不会标记Reference 对象所引用的对象。它会把遇到的Reference 对象放到一个队列中,追踪heap过后,它会标识出softly reachable objects。== 垃圾收集器会基于当前GC回收的内存大小和其它的一些原则,来决定soft references是否需要被clear. 大家可以看一看Reference 类的clear 方法。

如果垃圾收集器决定clear这些soft references ,==并且这些soft references有相应地ReferenceQueue ,那么这些被clear 的Reference 对象会被放到ReferenceQueue 队列中==。注意:clear Reference 对象并把它放入到队列中是发生在被引用对象的finalization 或 garbage collection 实际发生之前。

如果垃圾收集器并不打算clear这些Reference 对象,那么它们对应地softly reachable objects会被当作GC roots,并用这些GC roots继续追踪heap,使得这些通过soft references可达的对象被标记。

处理完soft references 过后,接下来会找出weakly reachable objects. ==Weak references 会被直接clear掉,然后放到对应地 ReferenceQueue中。==

所有的Reference 类型都会在放入ReferenceQueue 前被clear掉,因此后续的处理你将不可能访问到Reference 类型引用的对象。

由于要特殊地对待Reference 类型,==因此在垃圾收集的过程中,无疑会增加额外的开销==。如果Reference 对象不被放到对应地ReferenceQueue 中,那么它本身也会被回收的,而且它可能会在它的引用对象回收之前被回收。

参考资料:

https://blog.csdn.net/xlinsist/article/details/57089288

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