理解Java中的弱引用（Weak Reference）

本篇文章嘗試從What、Why、How這三個角度來探索Java中的弱引用，理解Java中弱引用的定義、基本使用場景和使用方法。因爲我的水平有限，敘述中不免存在不許確或是不清晰的地方，但願你們能夠指出，謝謝你們：）

1. What——什麼是弱引用？

    Java中的弱引用具體指的是java.lang.ref.WeakReference<T>類，咱們首先來看一下官方文檔對它作的說明：

弱引用對象的存在不會阻止它所指向的對象變被垃圾回收器回收。弱引用最多見的用途是實現規範映射(canonicalizing mappings，好比哈希表）。

假設垃圾收集器在某個時間點決定一個對象是弱可達的(weakly reachable)（也就是說當前指向它的全都是弱引用），這時垃圾收集器會清除全部指向該對象的弱引用，而後垃圾收集器會把這個弱可達對象標記爲可終結(finalizable)的，這樣它們隨後就會被回收。與此同時或稍後，垃圾收集器會把那些剛清除的弱引用放入建立弱引用對象時所登記到的引用隊列(Reference Queue)中。

   

    實際上，Java中存在四種引用，它們由強到弱依次是：強引用、軟引用、弱引用、虛引用。下面咱們簡單介紹下除弱引用外的其餘三種引用：

• 強引用（Strong Reference）：一般咱們經過new來建立一個新對象時返回的引用就是一個強引用，若一個對象經過一系列強引用可到達，它就是強可達的(strongly reachable)，那麼它就不被回收
• 軟引用（Soft Reference）：軟引用和弱引用的區別在於，若一個對象是弱引用可達，不管當前內存是否充足它都會被回收，而軟引用可達的對象在內存不充足時纔會被回收，所以軟引用要比弱引用「強」一些
• 虛引用（Phantom Reference）：虛引用是Java中最弱的引用，那麼它弱到什麼程度呢？它是如此脆弱以致於咱們經過虛引用甚至沒法獲取到被引用的對象，虛引用存在的惟一做用就是當它指向的對象被回收後，虛引用自己會被加入到引用隊列中，用做記錄它指向的對象已被銷燬。

   

 2. Why——爲何使用弱引用？

     考慮下面的場景：如今有一個Product類表明一種產品，這個類被設計爲不可擴展的，而此時咱們想要爲每一個產品增長一個編號。一種解決方案是使用HashMap<Product, Integer>。因而問題來了，若是咱們已經再也不須要一個Product對象存在於內存中（好比已經賣出了這件產品），假設指向它的引用爲productA，咱們這時會給productA賦值爲null，然而這時productA過去指向的Product對象並不會被回收，由於它顯然還被HashMap引用着。因此這種狀況下，咱們想要真正的回收一個Product對象，僅僅把它的強引用賦值爲null是不夠的，還要把相應的條目從HashMap中移除。顯然「從HashMap中移除再也不須要的條目」這個工做咱們不想本身完成，咱們但願告訴垃圾收集器：在只有HashMap中的key在引用着Product對象的狀況下，就能夠回收相應Product對象了。顯然，根據前面弱引用的定義，使用弱引用能幫助咱們達成這個目的。咱們只須要用一個指向Product對象的弱引用對象來做爲HashMap中的key就能夠了。

 

3. How——如何使用弱引用？

     拿上面介紹的場景舉例，咱們使用一個指向Product對象的弱引用對象來做爲HashMap的key，只需這樣定義這個弱引用對象：

productA = new Product(...);
WeakReference<Product> weakProductA = new WeakReference<>(productA);

    如今，若引用對象weakProductA就指向了Product對象productA。那麼咱們怎麼經過weakProduct獲取它所指向的Product對象productA呢？很簡單，只須要下面這句代碼：

Product product = weakProductA.get();

    實際上，對於這種狀況，Java類庫爲咱們提供了WeakHashMap類，使用和這個類，它的鍵天然就是弱引用對象，無需咱們再手動包裝原始對象。這樣一來，當productA變爲null時（代表它所引用的Product已經無需存在於內存中），這時指向這個Product對象的就是由弱引用對象weakProductA了，那麼顯然這時候相應的Product對象時弱可達的，因此指向它的弱引用會被清除，這個Product對象隨即會被回收，指向它的弱引用對象會進入引用隊列中。 

    下面咱們來簡單地介紹下引用隊列的概念。實際上，WeakReference類有兩個構造函數：

WeakReference(T referent) //建立一個指向給定對象的弱引用
WeakReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) //建立一個指向給定對象而且登記到給定引用隊列的弱引用

    咱們能夠看到第二個構造方法中提供了一個ReferenceQueue類型的參數，經過提供這個參數，咱們便把建立的弱引用對象註冊到了一個引用隊列上，這樣當它被垃圾回收器清除時，就會把它送入這個引用隊列中，咱們即可以對這些被清除的弱引用對象進行統一管理。

 

4. 參考資料

(1)  WeakReference (Java Platform SE 7 ) - Oracle Help Center

(2)  理解Java中的弱引用