Java 弱引用和軟引用

 

如果一個對象僅僅是偶爾使用，並且希望在使用時隨時就能獲取到，但又不想影響此對象的垃圾收集，那么你應該用 WeakReference 來引用該對象。

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。

private static final ReferenceQueue<TestClass> QUEUE = new ReferenceQueue<>();

 WeakReference<TestClass> weakRef = new WeakReference<>(obj, QUEUE);

 

一般來說，很少直接使用WeakReference，而是使用WeakHashMap。在WeakHashMap中，內部有一個引用隊列，插入的元素會被包裹成WeakReference，並加入隊列中，用來做緩存再合適不過。

在Tomcat的緩存中，其實就用到了WeakHashMap：

 

public final class ConcurrentCache<K,V> {
    private final int size;
    private final Map<K,V> eden;
    private final Map<K,V> longterm;

    public ConcurrentCache(int size) {
        this.size = size;
        this.eden = new ConcurrentHashMap<>(size);
        this.longterm = new WeakHashMap<>(size);
    }

    public V get(K k) {
        // 先從eden中取
        V v = this.eden.get(k);
        if (v == null) {
            // 如果取不到再從longterm中取
            synchronized (longterm) {
                v = this.longterm.get(k);
            }
            // 如果取到則重新放到eden中
            if (v != null) {
                this.eden.put(k, v);
            }
        }
        return v;
    }

    public void put(K k, V v) {
        if (this.eden.size() >= size) {
            // 如果eden中的元素數量大於指定容量，將所有元素放到longterm中
            synchronized (longterm) {
                this.longterm.putAll(this.eden);
            }
            this.eden.clear();
        }
        this.eden.put(k, v);
    }
}

這里有eden和longterm的兩個map，如果對jvm堆了解的話，可以看出tomcat在這里是使用ConcurrentHashMap和WeakHashMap做了類似分代緩存的操作。

在put方法里，在插入鍵值對時，先檢查eden緩存的容量是否超出設定的大小。如果沒有則直接放入eden緩存，如果超了則鎖定longterm將eden中所有的鍵值對都放入longterm。再將eden清空並插入該鍵值對。

在get方法中，也是優先從eden中找對應的key，如果沒有則進入longterm緩存中查找，找到后就加入eden緩存並返回。

經過這樣的設計，相對常用的對象都能在eden緩存中找到，不常用（有可能被銷毀的對象）的則進入longterm緩存。而longterm的key的實際對象沒有其他引用指向它時，gc就會自動回收heap中該弱引用指向的實際對象，並將弱引用放入其引用隊列中。

弱引用與軟引用對比

弱引用與軟引用的區別在於：

1. 只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。
2. 被垃圾回收器回收的時機不一樣，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。而被軟引用關聯的對象只有在內存不足時才會被回收。
3. 弱引用不會影響GC，而軟引用會一定程度上對GC造成影響。

相似之處：都是用來描述非必需對象的。

那么什么時候用SoftReference，什么時候用WeakReference呢？

如果緩存的對象是比較大的對象，使用頻率相對較高的對象，那么使用SoftReference會更好，因為這樣能讓緩存對象有更長的生命周期。

如果緩存對象都是比較小的對象，使用頻率一般或者相對較低，那么使用WeakReference會更合適。

當然，如果實在不知道選哪個，一般而言，用作緩存時使用WeakHashMap都不會有太大問題

• 弱引用是比軟引用更弱的引用類型
• 弱引用不能延長對象的生命周期，一旦對象只剩下弱引用，它就隨時可能會被回收
• 可以通過弱引用獲取對象的強引用
• 弱引用適合用作緩存