java reference 傳引用_Java的引用(reference)---Roni

摘自《Java面向對象編程》一書,作者:孫衛琴來源:www.javathinker.org

在JDK1.2以前的版本中，當一個對象不被任何變量引用，那么程序就無法再使用這個對象。也就是說，只有對象處于可觸及狀態，程序才能使用它。這就像在日常生活中，從商店購買了某樣物品后，如果有用，就一直保留它，否則就把它扔到垃圾箱，由清潔工人收走。一般說來，如果物品已經被扔到垃圾箱，想再把它撿回來使用就不可能了。

但有時候情況并不這么簡單，你可能會遇到類似雞肋一樣的物品，食之無味，棄之可惜。這種物品現在已經無用了，保留它會占空間，但是立刻扔掉它也不劃算，因為也許將來還會派用場。對于這樣的可有可無的物品，一種折衷的處理辦法是：如果家里空間足夠，就先把它保留在家里，如果家里空間不夠，即使把家里所有的垃圾清除，還是無法容納那些必不可少的生活用品，那么再扔掉這些可有可無的物品。

從JDK1.2版本開始，把對象的引用分為四種級別，從而使程序能更加靈活的控制對象的生命周期。這四種級別由高到低依次為：強引用、軟引用、弱引用和虛引用。

以下用紅標注地方為各級別的特點(Roni)

1．強引用

本章前文介紹的引用實際上都是強引用，這是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那就類似于必不可少的生活用品，垃圾回收器絕不會回收它。當內存空間不足，Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足問題。

2．軟引用(SoftReference)

如果一個對象只具有軟引用，那就類似于可有可無的生活用品。如果內存空間足夠，垃圾回收器就不會回收它，如果內存空間不足了，就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。

軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。

3．弱引用(WeakReference)

如果一個對象只具有弱引用，那就類似于可有可物的生活用品。弱引用與軟引用的區別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中，一旦發現了只具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。不過，由于垃圾回收器是一個優先級很低的線程，因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。

弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。

4．虛引用(PhantomReference)

"虛引用"顧名思義，就是形同虛設，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收。

虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在于：虛引用必須和引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時，如果發現它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。程序可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用，來了解被引用的對象是否將要被垃圾回收。程序如果發現某個虛引用已經被加入到引用隊列，那么就可以在所引用的對象的內存被回收之前采取必要的行動。

在本書中，"引用"既可以作為動詞，也可以作為名詞，讀者應該根據上下文來區分"引用"的含義。

在java.lang.ref包中提供了三個類：SoftReference類、WeakReference類和PhantomReference類，它們分別代表軟引用、弱引用和虛引用。ReferenceQueue類表示引用隊列，它可以和這三種引用類聯合使用，以便跟蹤Java虛擬機回收所引用的對象的活動。以下程序創建了一個String對象、ReferenceQueue對象和WeakReference對象：

//創建一個強引用

String str = new String("hello");

//創建引用隊列,

為范型標記，表明隊列中存放String對象的引用

ReferenceQueue rq = new

ReferenceQueue();

//創建一個弱引用，它引用"hello"對象，并且與rq引用隊列關聯

//為范型標記，表明WeakReference會弱引用String對象

WeakReference wf = new

WeakReference(str,

rq);

以上程序代碼執行完畢，內存中引用與對象的關系如圖11-10所示。

圖11-10 "hello"對象同時具有強引用和弱引用

在圖11-10中，帶實線的箭頭表示強引用，帶虛線的箭頭表示弱引用。從圖中可以看出，此時"hello"對象被str強引用，并且被一個WeakReference對象弱引用，因此"hello"對象不會被垃圾回收。

在以下程序代碼中，把引用"hello"對象的str變量置為null，然后再通過WeakReference弱引用的get()方法獲得"hello"對象的引用：

String str = new String("hello"); //①

ReferenceQueue rq = new

ReferenceQueue(); //②

WeakReference wf = new

WeakReference(str, rq);

//③

str=null; //④取消"hello"對象的強引用

String str1=wf.get(); //⑤假如"hello"對象沒有被回收，str1引用"hello"對象

//假如"hello"對象沒有被回收，rq.poll()返回null

Reference extends String>

ref=rq.poll(); //⑥

執行完以上第④行后，內存中引用與對象的關系如圖11-11所示，此時"hello"對象僅僅具有弱引用，因此它有可能被垃圾回收。假如它還沒有被垃圾回收，那么接下來在第⑤行執行wf.get()方法會返回

"hello"對象的引用，并且使得這個對象被str1強引用。再接下來在第⑥行執行rq.poll()方法會返回null，因為此時引用隊列中沒有任何引用。ReferenceQueue的poll()方法用于返回隊列中的引用，如果沒有則返回null。

圖11-11 "hello"對象只具有弱引用

在以下程序代碼中，執行完第④行后，"hello"對象僅僅具有弱引用。接下來兩次調用System.gc()方法，催促垃圾回收器工作，從而提高

"hello"對象被回收的可能性。假如"hello"對象被回收，那么WeakReference對象的引用被加入到ReferenceQueue中，接下來wf.get()方法返回null，并且rq.poll()方法返回WeakReference對象的引用。圖11-12顯示了執行完第⑧行后內存中引用與對象的關系。

String str = new String("hello"); //①

ReferenceQueue rq = new

ReferenceQueue(); //②

WeakReference wf = new

WeakReference(str, rq);

//③

str=null; //④

//兩次催促垃圾回收器工作，提高"hello"對象被回收的可能性

System.gc(); //⑤

System.gc(); //⑥

String str1=wf.get(); //⑦ 假如"hello"對象被回收，str1為null

Reference extends String>

ref=rq.poll(); //⑧

圖11-12 "hello"對象被垃圾回收，弱引用被加入到引用隊列

在以下例程11-15的References類中，依次創建了10個軟引用、10個弱引用和10個虛引用，它們各自引用一個Grocery

對象。從程序運行時的打印結果可以看出，虛引用形同虛設，它所引用的對象隨時可能被垃圾回收，具有弱引用的對象擁有稍微長的生命周期，當垃圾回收器執行回收操作時，有可能被垃圾回收，具有軟引用的對象擁有較長的生命周期，但在Java虛擬機認為內存不足的情況下，也會被垃圾回收。

例程11-15 References.java

import java.lang.ref.*;

import java.util.*;

class Grocery{

private static final int SIZE = 10000;

//屬性d使得每個Grocery對象占用較多內存，有80K左右

private double[] d = new double[SIZE];

private String id;

public Grocery(String id) { this.id = id; }

public String toString() { return id; }

public void finalize() {

System.out.println("Finalizing " + id);

}

public class References {

private static

ReferenceQueue rq = new

ReferenceQueue();

public static void checkQueue() {

Reference extends Grocery> inq =

rq.poll(); //從隊列中取出一個引用

if(inq != null)

System.out.println("In queue: "+inq+" : "+inq.get());

}

public static void main(String[] args) {

final int size=10;

//創建10個Grocery對象以及10個軟引用

Set>

sa = new

HashSet>();

for(int i = 0; i < size; i++) {

SoftReference ref=

new SoftReference(new

Grocery("Soft " + i), rq);

System.out.println("Just created: " +ref.get());

sa.add(ref);

}

System.gc();

checkQueue();

//創建10個Grocery對象以及10個弱引用

Set>

wa = new

HashSet>();

for(int i = 0; i < size; i++) {

WeakReference ref=

new WeakReference(new

Grocery("Weak " + i), rq);

System.out.println("Just created: " +ref.get());

wa.add(ref);

}

System.gc();

checkQueue();

//創建10個Grocery對象以及10個虛引用

Set>

pa = new

HashSet>();

for(int i = 0; i < size; i++) {

PhantomReferenceref =

new PhantomReference(new

Grocery("Phantom " + i), rq);

System.out.println("Just created: " +ref.get());

pa.add(ref);

}

System.gc();

checkQueue();

}

在Java集合中有一種特殊的Map類型：WeakHashMap，在這種Map中存放了鍵對象的弱引用，當一個鍵對象被垃圾回收，那么相應的值對象的引用會從Map中刪除。WeakHashMap能夠節約存儲空間，可用來緩存那些非必須存在的數據。關于Map接口的一般用法，可參見本書第15章的15.4節(Map)。

以下例程11-16的MapCache類的main()方法創建了一個WeakHashMap對象，它存放了一組Key對象的弱引用，此外main()方法還創建了一個數組對象，它存放了部分Key對象的強引用。

例程11-16 MapCache.java

import java.util.*;

import java.lang.ref.*;

class Key {

String id;

public Key(String id) { this.id = id; }

public String toString() { return id; }

public int hashCode() {

return id.hashCode();

}

public boolean equals(Object r) {