前言: 看到篇帖子, 國(guó)外一個(gè)技術(shù)面試官在面試senior java developer的時(shí)候, 問到一個(gè)weak reference相關(guān)的問題. 他沒有期望有人能夠完整解釋清楚weak reference是什么, 怎么用, 只是期望有人能夠提到這個(gè)concept和java的GC相關(guān). 很可惜的是, 20多個(gè)擁有5年以上java開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的面試者中, 只有兩人知道weak reference的存在, 而其中只有一人實(shí)際用到過他. 無疑, 在interviewer眼中, 對(duì)于weak reference的理解和應(yīng)用在面試中給了這一個(gè)interviewee相當(dāng)多的加分. 所以, 將我對(duì)于這個(gè)技術(shù)的理解和使用總結(jié)在這篇博客里, 希望讀者和自己通過讀和寫這篇帖子, 能夠在以后的工作和面試中獲得加分.
在Java里, 當(dāng)一個(gè)對(duì)象o被創(chuàng)建時(shí), 它被放在Heap里. 當(dāng)GC運(yùn)行的時(shí)候, 如果發(fā)現(xiàn)沒有任何引用指向o, o就會(huì)被回收以騰出內(nèi)存空間. 或者換句話說, 一個(gè)對(duì)象被回收, 必須滿足兩個(gè)條件: 1)沒有任何引用指向它 2)GC被運(yùn)行.
在現(xiàn)實(shí)情況寫代碼的時(shí)候, 我們往往通過把所有指向某個(gè)對(duì)象的referece置空來保證這個(gè)對(duì)象在下次GC運(yùn)行的時(shí)候被回收 (可以用java -verbose:gc來觀察gc的行為)
Object c = new Car();
c=null;
但是, 手動(dòng)置空對(duì)象對(duì)于程序員來說, 是一件繁瑣且違背自動(dòng)回收的理念的.??對(duì)于簡(jiǎn)單的情況, 手動(dòng)置空是不需要程序員來做的, 因?yàn)樵趈ava中, 對(duì)于簡(jiǎn)單對(duì)象, 當(dāng)調(diào)用它的方法執(zhí)行完畢后, 指向它的引用會(huì)被從stack中popup, 所以他就能在下一次GC執(zhí)行時(shí)被回收了.
但是, 也有特殊例外. 當(dāng)使用cache的時(shí)候, 由于cache的對(duì)象正是程序運(yùn)行需要的, 那么只要程序正在運(yùn)行, cache中的引用就不會(huì)被GC給(或者說, cache中的reference擁有了和主程序一樣的life cycle). 那么隨著cache中的reference越來越多, GC無法回收的object也越來越多, 無法被自動(dòng)回收. 當(dāng)這些object需要被回收時(shí), 回收這些object的任務(wù)只有交給程序編寫者了. 然而這卻違背了GC的本質(zhì)(自動(dòng)回收可以回收的objects).
所以, java中引入了weak reference. 相對(duì)于前面舉例中的strong reference:
Object c = new Car(); //只要c還指向car object, car object就不會(huì)被回收
?當(dāng)一個(gè)對(duì)象僅僅被weak reference指向, 而沒有任何其他strong reference指向的時(shí)候, 如果GC運(yùn)行, 那么這個(gè)對(duì)象就會(huì)被回收. weak reference的語法是:
WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);
?當(dāng)要獲得weak reference引用的object時(shí), 首先需要判斷它是否已經(jīng)被回收:
weakCar.get();
?如果此方法為空, 那么說明weakCar指向的對(duì)象已經(jīng)被回收了.
下面來看一個(gè)例子:
package weakreference;
/**
* @author wison
*/
public class Car {
private double price;
private String colour;
public Car(double price, String colour){
this.price = price;
this.colour = colour;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
public String getColour() {
return colour;
}
public void setColour(String colour) {
this.colour = colour;
}
public String toString(){
return colour +"car costs $"+price;
}
}
package weakreference;
import java.lang.ref.WeakReference;
/**
* @author wison
*/
public class TestWeakReference {
public static void main(String[] args) {
Car car = new Car(22000,"silver");
WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);
int i=0;
while(true){
if(weakCar.get()!=null){
i++;
System.out.println("Object is alive for "+i+" loops - "+weakCar);
}else{
System.out.println("Object has been collected.");
break;
}
}
}
}
在上例中, 程序運(yùn)行一段時(shí)間后, 程序打印出"Object has been collected." 說明, weak reference指向的對(duì)象的被回收了.
值得注意的一點(diǎn), 即使有car引用指向?qū)ο? 且car是一個(gè)strong reference, weak reference weakCar指向的對(duì)象仍然被回收了. 這是因?yàn)閖ava的編譯器在發(fā)現(xiàn)進(jìn)入while循環(huán)之后,car已經(jīng)沒有被使用了, 所以進(jìn)行了優(yōu)化(將其置空?). 當(dāng)把TestWeakReference.java修改為:
package weakreference;
import java.lang.ref.WeakReference;
/**
* @author wison
*/
public class TestWeakReference {
public static void main(String[] args) {
Car car = new Car(22000,"silver");
WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);
int i=0;
while(true){
System.out.println("here is the strong reference 'car' "+car);
if(weakCar.get()!=null){
i++;
System.out.println("Object is alive for "+i+" loops - "+weakCar);
}else{
System.out.println("Object has been collected.");
break;
}
}
}
}
weak reference指向的object就不會(huì)被回收了. 因?yàn)檫€有一個(gè)strong referencecar指向它.
* WeakReference的一個(gè)特點(diǎn)是它何時(shí)被回收是不可確定的, 因?yàn)檫@是由GC運(yùn)行的不確定性所確定的. 所以, 一般用weak reference引用的對(duì)象是有價(jià)值被cache, 而且很容易被重新被構(gòu)建, 且很消耗內(nèi)存的對(duì)象.
在weak reference指向的對(duì)象被回收后, weak reference本身其實(shí)也就沒有用了. java提供了一個(gè)ReferenceQueue來保存這些所指向的對(duì)象已經(jīng)被回收的reference. 用法是在定義WeakReference的時(shí)候?qū)⒁粋€(gè)ReferenceQueue的對(duì)象作為參數(shù)傳入構(gòu)造函數(shù).
-SoftReference
soft reference和weak reference一樣, 但被GC回收的時(shí)候需要多一個(gè)條件: 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)(GC是如何判定系統(tǒng)內(nèi)存不足? 是否有參數(shù)可以配置這個(gè)threshold?), soft reference指向的object才會(huì)被回收. 正因?yàn)橛羞@個(gè)特性, soft reference比weak reference更加適合做cache objects的reference. 因?yàn)樗梢员M可能的retain cached objects, 減少重建他們所需的時(shí)間和消耗.
-phantomReference
這個(gè)還沒想到應(yīng)用場(chǎng)景, 就先不說了. 有人在實(shí)踐中用到了的話, 歡迎分享.
