Java ~ Reference ~ PhantomReference【源码】

前言

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一 PhantomReference（虚引用）类概述

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    PhantomReference（虚引用）类是Reference（引用）类的四大子类之一，只被PhantomReference（虚引用）类对象持有的对象被称为虚可达（phantom reachable）对象。在Java中关于虚引用的定义是：虚引用等价于没有引用，其无法对对象的生命周期产生任何影响，即对象的诞生、初始化、使用及回收完全与虚引用无关。这段描述与弱引用完全相同，以至于令人怀疑是不是复制黏贴的…但实际上两者确实高度相似。

    PhantomReference（虚引用）类被用于跟踪对象被垃圾回收的活动，通俗的讲就是判断对象是否已经被GC回收。当GC发生时，如果发现某个该回收的对象存在虚引用，则会将该对象的相关PhantomReference（虚引用）类对象加入到引用队列中，而当我们从引用队列中获取到了出队的PhantomReference（虚引用）类对象，就可以判定其所指对象已经被GC回收了（这种说法其实并不正确，但近似可以这样理解，具体会在下文讲述）。

    PhantomReference（虚引用）类有两个特点：一是必须与引用队列搭配使用，这与其本身的作用相关；二是其get()方法无法获取所指对象，即使其没有被GC回收。如此设计的目的是为了凸显其作用，PhantomReference（虚引用）类的设计者（Mark Reinhold：马克·莱因霍尔德）目的非常明显，他只希望PhantomReference（虚引用）类被用于其仅有的设计作用上（跟踪对象被垃圾回收的活动），除此以外没有任何使用它的理由。

    PhantomReference（虚引用）类可作为finalize()方法的替代方案。由于PhantomReference（虚引用）类对象的存在，开发者能够知晓其所指对象是否已被GC回收，也因此可在所指对象被GC回收时执行自定义操作，这有点类似于方法finalize()的作用，因此PhantomReference（虚引用）类也被提倡作为finalize()方法的替代方案，毕竟finalize()方法本身存在着诸多缺陷…实际上WeakReference（弱引用）类同样可作为finalize()方法的替代方案，但其自身特性决定了其必然可用于功能更加强大的场景。而PhantomReference（虚引用）类很专一…除了这事儿我啥都干不了，甚至还专门为此拓展了一个子类Cleaner（清洁工）类。

二 PhantomReference（虚引用）类源码及机制详解

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 类

    PhantomReference（虚引用）类继承自Reference（引用）类。

/**
 * Phantom reference objects, which are enqueued after the collector
 * determines that their referents may otherwise be reclaimed.  Phantom
 * references are most often used for scheduling pre-mortem cleanup actions in
 * a more flexible way than is possible with the Java finalization mechanism.
 * 虚引用对象，在收集器确定它们的引用对象可能以其他方式被回收后进入队列。
 * 虚引用最常用于以一种比Java终结机制更灵活的方式调度死前清理操作。
 * 

 * If the garbage collector determines at a certain point in time that the
 * referent of a phantom reference is phantom reachable, then at that
 * time or at some later time it will enqueue the reference.
 * 如果垃圾回收器在某个时间点确定一个虚引用的引用是虚可达的，那么在那个时间点或稍后的某个时间点，它将对该引用进行入队。
 * 

 * In order to ensure that a reclaimable object remains so, the referent of
 * a phantom reference may not be retrieved: The get method of a
 * phantom reference always returns null.
 * 为了确保可回收对象保持原样，虚引用的引用可能不会被检索:虚引用的get()方法总是返回null。
 * 

 * Unlike soft and weak references, phantom references are not
 * automatically cleared by the garbage collector as they are enqueued.  An
 * object that is reachable via phantom references will remain so until all
 * such references are cleared or themselves become unreachable.
 * 与软引用和弱引用不同，虚引用在进入队列时不会被垃圾收集器自动清除。
 * 通过虚引用可访问的对象将保持这种状态，直到所有此类引用被清除或其本身变得不可访问。
 *
 * @author Mark Reinhold
 * @since 1.2
 */
public class PhantomReference<T> extends Reference<T> {
    ...
}

 构造方法

    public PhantomReference(T referent, ReferenceQueue q) —— PhantomReference（虚引用）类只有一个构造函数，可知其必须搭配引用队列使用。

/**
 * Creates a new phantom reference that refers to the given object and
 * is registered with the given queue.
 *
 * 
 It is possible to create a phantom reference with a null
 * queue, but such a reference is completely useless: Its get
 * method will always return null and, since it does not have a queue, it
 * will never be enqueued.
 *
 * @param referent the object the new phantom reference will refer to
 * @param q        the queue with which the reference is to be registered,
 *                 or null if registration is not required
 */
public PhantomReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
    // 所指对象及引用队列。虚引用类不存在其它构造函数，这意味着虚引用类必须搭配引用队列使用。
    super(referent, q);
}

 方法

    public T get() —— 获取 —— PhantomReference（虚引用）类的get()方法经过重写后会永远返回null。这是为了防止通过get()方法获取到对象后重新与GC Roots建立引用关系而使其复活。

/**
 * Returns this reference object's referent.  Because the referent of a
 * phantom reference is always inaccessible, this method always returns
 * null.
 *
 * @return null
 */
@Override
public T get() {
    // 永远返回null。
    return null;
}