JVM源码剖析之软、弱、虚引用的处理细节

目录

写在前面：

源码剖析：

Java层面：

JVM层面：

使用危险点：

总结：

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版本信息：

jdk版本：jdk8u40
垃圾回收器：Serial new/old

写在前面：

不同的垃圾回收器所对应的算法不一样，效率更不一样。在JDK8中默认为ParallelScavenge new/old。而笔者写文时使用Serial new/old，两者算法一致，只不过ParallelScavenge new/old发挥了多线程的优势，所以在算法细节上大同小异。

对于大大大大大大部分Java业务场景来说都是强引用，基本上不会使用到软、弱、虚引用。而在JDK1.2推出的软、弱、虚引用大部分出现场景都是在缓存中，在JDK类库ThreadLocal、WeakHashMap。框架：Mybatis、Netty、以及各种缓存框架等等。至于为什么要用在缓存中呢，也很好理解，因为这些引用实际上可有可无，完美契合于缓存，在有的时候给系统加速，在系统内存紧张的时候清除缓存给核心业务使用。

源码剖析：

这篇文章的篇幅会比较长，也不容易理解。因为对于软、弱、虚引用处理细节体现在Java层面和JVM层面，恰好JVM层面又与GC垃圾回收细节强关联，所以笔者只能竭尽所能～

Java层面：

在Java层面，就不得不补充一些前置知识，以及Java层面如何处理这些引用。

软、弱、虚引用的基本表示

上图是软、弱、虚引用最基本的表示，这里需要区分2个不同的对象，一个是软、弱、虚对象，一个是软、弱、虚引用的对象。

软、弱、虚对象 软、弱、虚引用的对象

所以下文需要介绍软、弱、虚对象的回收机制和区分具体的使用场景（相信大家八股文多多少少背过，这里跟八股文会有一点点出入）

软：当系统资源紧张但是又没那么那么紧张的时候根据最近最少使用回收软引用（LRU算法），当系统资源非常非常紧张的时候直接全部回收。可以携带引用对象，也可以使用ReferenceQueue去处理伴随对象

弱：只要发生GC就会回收。可以携带引用对象，也可以使用ReferenceQueue去处理伴随对象

虚：只要发生GC就会回收。不能携带引用对象。只能使用ReferenceQueue去处理伴随对象

上文有介绍软、弱、虚对象的回收机制，这里有提到ReferenceQueue队列，所以下文开始介绍Java层面如何使用ReferenceQueue做回收。

// java.lang.ref.Reference类中静态方法
static {
    // 创建一个ReferenceHandler线程。
    Thread handler = new ReferenceHandler(tg, "Reference Handler");

    handler.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);   
    handler.setDaemon(true);    
    handler.start();
}

在java.lang.ref.Reference类中静态方法中创建了一个ReferenceHandler线程。所以接下来看线程的执行体。

public void run() {
    while (true) {
        tryHandlePending(true);
    }
}

static boolean tryHandlePending(boolean waitForNotify) {
    Reference