Massive Technical Interviews Tips: Java Reference Types

Saturday, October 24, 2015

Java Reference Types

http://liujiacai.net/blog/2015/09/27/java-weakhashmap/
Java 中，引用有四种类型，分别为：强（strong）引用、软（soft）引用、弱（weak）引用、虚（phantom，本意为幽灵👻）引用。

强引用
这是最常用的引用类型，在执行下面的语句时，变量 o 即为一个强引用。

强引用指向的对象无论在何时，都不会被GC 清理掉。

一般来说，对于常驻类应用（比如server），随着时间的增加，所占用的内存往往会持续上升，如果程序中全部使用强引用，那么很容易造成内存泄漏，最终导致Out Of Memory (OOM)，所以 Java 中提供了除强引用之外的其他三种引用，它们全部位于java.lang.ref包中，下面一一介绍。

java.lang.ref.Reference

java.lang.ref.Reference 为软（soft）引用、弱（weak）引用、虚（phantom）引用的父类。


//referent 为引用指向的对象

Reference(T referent) {

this(referent, null);

}

//ReferenceQueue对象，可以简单理解为一个队列

//GC 在检测到appropriate reachability changes之后，

//会把引用对象本身添加到这个queue中，便于清理引用对象本身

Reference(T referent, ReferenceQueue<? super T> queue) {

this.referent = referent;

this.queue = (queue == null) ? ReferenceQueue.NULL : queue;

}

如果我们在创建一个引用对象时，指定了ReferenceQueue，那么当引用对象指向的对象达到合适的状态（根据引用类型不同而不同）时，GC 会把引用对象本身添加到这个队列中，方便我们处理它，因为

引用对象指向的对象 GC 会自动清理，但是引用对象本身也是对象（是对象就占用一定资源），所以需要我们自己清理。


SoftReference<String> ss = new SoftReference<String>("abc" , queue);

ss 为软引用，指向abc这个对象，abc 会在一定时机被 GC 自动清理，但是ss对象本身的清理工作依赖于queue，当ss出现在queue中时，说明其指向的对象已经无效，可以放心清理ss了。

不同的引用，添加到ReferenceQueue的时机是不一样。

如果创建引用对象是没有指定ReferenceQueue，引用对象会怎么样呢？

Reference类内部的四种状态。

四种状态

每一时刻，Reference对象都处于下面四种状态中。这四种状态用Reference的成员变量queue与next（类似于单链表中的next）来标示。

软引用（soft reference）

软引用“保存”对象的能力稍逊于强引用，但是高于弱引用，一般用来实现memory-sensitive caches。

软引用指向的对象会在程序即将触发OOM时被GC 清理掉，之后，引用对象会被放到ReferenceQueue中。

弱引用（weak reference）

软引用“保存”对象的能力稍逊于弱引用，但是高于虚引用，一般用来实现canonicalizing mapping，也就是本文要讲的WeakHashMap😊。

当弱引用指向的对象只能通过弱引用（没有强引用或弱引用）访问时，GC会清理掉该对象，之后，引用对象会被放到ReferenceQueue中。

虚引用（phantom reference）

虚引用是“保存”对象能力最弱的引用，一般用来实现scheduling pre-mortem cleanup actions in a more flexible way than is possible with the Java finalization mechanism

调用虚引用的get方法，总会返回null，与软引用和弱引用不同的是，虚引用被enqueued时，GC 并不会自动清理虚引用指向的对象，只有当指向该对象的所有虚引用全部被清理（enqueued后）后或其本身不可达时，该对象才会被清理。