Java的四种引用类型之弱引用

先说结论：

首先，Java中有四种引用类型：强引用、软引用、弱引用、虚引用。-- 在 Java 1.2 中添加的，见 package java.lang.ref; 。

其次，这几个概念是与垃圾回收有关的。

然后，如果你不知道这几个概念，那你用的肯定都是强引用。例如 String str = new String(); 这个 str 到 new String() 的引用类型就是强引用。

那么弱引用是什么？

弱引用，就是引用与对象之间的联系很弱，弱到垃圾回收器会无视这个引用，直接回收对象。

软引用与弱引用类似，但只在内存不足时才会被回收。

虚引用最差，甚至不能通过 get() 获取到对象。

为什么需要弱引用？

先看一段代码：

package cn.larry.weakref.pojo;

public final class Product {
    private String name;
    
    public Product() {
        super();
    }

    public Product(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Product [name=" + name + "]";
    }
    
}

package cn.larry.weakref.test;

import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.WeakHashMap;

import org.junit.Test;

import cn.larry.weakref.pojo.Product;

public class WrTest {
    private Product product = new Product("iPhone");

    @Test
    public void strongRef() {
        Map<Product, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put(product, 111);

        product = null;// 关键
        map.keySet().forEach(System.out::println);// 对象仍然存在！
    }
}

在上面的代码中，虽然在第21行已经将 product引用置空（null），但是第22行的代码仍然可以访问到该引用最初指向的对象！

这时，如果map中有多个Key，Product类又不可修改（不能添加识别字段），那你怎么确定并删除这个Key，能否自动移除该Key？弱引用就可以满足这样的要求。

一个经典的场景就是缓存，特别是缓存图片（加载到内存中），此时缓存肯定会包含一个指向内存中图片缓存的引用。问题在于，如果使用强引用，你必须决定何时不再需要该缓存并手动移除它。

怎么使用弱引用？

代码如下（与上面的测试代码在同一个 WrTest 类中）：

    @Test
    public void weakRef_1() {

        ReferenceQueue<Product> rq = new ReferenceQueue<>();
        // WeakReference<Product> wr=new WeakReference<Product>(product);
        WeakReference<Product> wr = new WeakReference<Product>(product, rq);// 引用队列
        System.out.println("wr是否已被添加至引用队列：" + wr.isEnqueued());

        Map<WeakReference<Product>, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put(wr, 111);

        product = null;// 关键
//        System.gc();// 关键

        map.keySet().forEach(e -> System.out.println(e.get()));// 不gc()的话，还能访问对象，否则null。
        System.out.println("wr是否已被添加至引用队列：" + wr.isEnqueued());
    }

上面第4行构造了一个引用队列。

第5或6行构造了一个弱引用，区别在于是否指定引用队列。

如果指定了弱引用的引用队列，垃圾回收器会在回收对象之后将该弱引用添加至引用队列中 -- 可以在回收之后通过弱引用的 isEnqueued() 方法来判断。

需要注意：①必须将原强引用置空（第12行），且不能有其他强引用指向该对象；②必须主动调用垃圾回收器（第13行）。然后就能看到弱引用指向的对象已经不存在了（第15行） -- 弱引用本身还存在，所以map不为空。

但是，这时已经可以手动删除这个Key了。

更便捷的方法：

JDK提供了 WeakHashMap 可以更加方便的完成上面的工作，代码如下：

    @Test
    public void weakRef_2() {
        WeakHashMap<Product, Integer> map = new WeakHashMap<>();
        map.put(product, 111);

        product = null;// 关键
        // System.gc();//关键

        map.keySet().forEach(System.out::println);// 不gc()的话，还能访问对象，否则null。

    }

这种情况下，map.size()是0，即该Key自动被移除！！！

 

补充说明：

1、虽然可以主动调用垃圾回收器，但垃圾回收器并不总是会执行的。

2、Product类参考了 理解Java中的弱引用（Weak Reference） 中的pojo类。

参考

理解Java中的弱引用（Weak Reference）

译文：理解Java中的弱引用