浅谈Java弱引用

首先来看一下我们在Java中最常见的操作,new一个对象,在内存中是如何进行的,来看一下我画的草图:

  

如上图所示,我们创建一个对象并用一个引用去指向它共用了3步:

1. new A():
在堆内存(heap)中创建一个A类的对象(或叫实例)。

2. A a:
在栈内存(stack)中声明一个指向A类型对象的引用(可以简单理解为C中的指针,里面保存的是对象在堆中的地址),但这时它并没有指向任何对象,只是声明了,就是告诉JVM"我可以指向A类型的对象"。

3. A a = new A();
这一步就完成了将栈内存中的引用a指向堆内存中的对象new A()。
 
好了,经过上面的描述,我们了解了平时去new一个对象并用一个引用去指向它的过程是怎么样的了。引用也有不同的类型:强引用,弱引用, 虚引用, 软引用。关于这些不同类型引用的具体差别可以参考海子大神的博客:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3784171.html
  
这里我只说明弱引用(WeakReference),那什么叫弱引用呢?

我们知道Java区别于C/C++的一个重要不同点就是Java不需要程序员手动申请或释放内存,JVM通过GC(Garbage-Colletion)(GC实际是一条专门用户回收Java堆内存中无用对象的线程)帮我们完成了垃圾的回收操作,所以程序员不必担心内存的释放问题,也就是不用手动管理对象的生命周期了。

但这也并不表示说Java程序员完全不必担心内存问题了,比方说我们new了很多对象,而每个对象的生命周期又非常的长,长到就算内存不足了GC也没办法去回收掉一些对象来释放更多的内存,这样最终就会导致OOM(Out-Of-Memory)错误。

所以如果你希望能够控制一些对象的生命周期,比方说当JVM内存不足时这些对象就可以被回收,或者说只要GC线程扫描到该对象,那么这个对象就会被回收。

那怎样控制这些对象的生命周期呢?答案就是通过指定指向对象的引用的类型

不同类型的引用所指向对象的生命周期是不同的。

那弱引用所指向的对象的生命周期是怎样的呢?可以看下我画的图:


图中,左侧是GC线程;中间是存储对象实例的堆;右侧是存放引用的栈。
  
当JVM启动GC线程进行内存回收时,GC线程会扫描堆中的对象,当扫描到对象2的时候发现指向它的只有一个弱引用!好嘛,二话不说就把它回收了!根本不管weakReference的哀嚎!真是人弱被人欺啊,哈哈~

因此,弱引用指向的对象的生命周期就是:祈祷别被GC扫描到!

JVM通过GC进行垃圾回收时,当GC扫描到被弱引用指向的对象时就会将该对象回收掉(仅有弱引用指向该对象),特别霸气!

特别强调:

JVM之所以在回收被弱引用指向对象时这么“猖狂”,是因为被回收的对象只有一个弱引用指向它,如果同时还有强引用指向当前对象的话JVM可是没这个胆子的哈。

请看我下面的代码演示:

import java.lang.ref.WeakReference;
 
public class TestWeakReference {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个弱引用,该弱引用指向String对象 ( new String("hello") )
        WeakReference<String> weak = new WeakReference<String>(new String("hello"));
 
        System.out.println("before gc, weak.get() = " + weak.get());
 
        // 第11行在这!!! 声明一个强引用也指向String对象
        //String strong = weak.get(); 
         
        System.gc();// 通知gc进行垃圾回收,但不一定会立即响应,所以让主线程睡眠3秒等待gc线程执行
        try {
            Thread.sleep(3000);//
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        System.out.println("after gc, weak.get() = " + weak.get());
     }
 } 

打印结果:
1、注释第11行代码时:
    *before gc, weak.get() = hello *
    after gc, weak.get() = null

当我们注释掉第11行代码时,我们发现上面打印的结果“after gc, weak.get() = null”,也就是说经过GC操作之后被弱引用指向的对象被回收掉了。

这时因为指向String对象的只有一个弱引用weak,这时GC回收扫描到String对象会毫不犹豫的回收掉String对象。如下图:
    


2、放开第11行代码时:
    *before gc, weak.get() = hello *
    after gc, weak.get() = hello

当我们放开第11行代码时,我们发现了神奇的事情:“after gc, weak.get() = hello”,也就是说,虽然GC扫描到了被弱引用weak指向的对象,但是却并没有把该对象回收掉(大家如果担心可能是GC线程还没执行导致的原因,可以把主线程睡眠时间设置长一点,多做几次试验哈)。

这是因为指向String对象的引用有两个:一个弱引用weak、一个强应用strong。这时GC可就不敢回收该String对象了,因为同时有一个强引用指向了它。如下图:

    

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