Java WeakReference的生命周期

Java中的WeakReference是一種特殊的引用類型，它允許對象在內存不足時被垃圾回收器回收。WeakReference的生命周期與普通引用有所不同，主要體現在以下幾個方面：

創建

1. 創建WeakReference對象：

   WeakReference<MyObject> weakRef = new WeakReference<>(new MyObject());
   

   這里，MyObject實例被包裝在一個WeakReference中。

2. 獲取引用的對象：

   MyObject obj = weakRef.get();
   

   如果MyObject實例仍然存在且未被回收，get()方法將返回該實例；否則返回null。

垃圾回收

1. 弱引用對象的回收條件：

   • 當垃圾回收器運行時，如果一個對象只被弱引用所指向（即沒有強引用或其他類型的引用指向它），那么這個對象就有可能被回收。
   • 弱引用不會阻止其所引用的對象被垃圾回收。

2. 引用隊列（ReferenceQueue）：

   • 可以將WeakReference與一個ReferenceQueue關聯起來，當弱引用對象被回收時，該弱引用會被加入到關聯的引用隊列中。

   ReferenceQueue<MyObject> queue = new ReferenceQueue<>();
   WeakReference<MyObject> weakRef = new WeakReference<>(new MyObject(), queue);
   

生命周期階段

1. 創建階段：

   • 創建WeakReference對象時，被引用的對象仍然存在。

2. 活躍階段：

   • 在這個階段，弱引用對象仍然可以正常工作，通過get()方法獲取到的對象是有效的。
   • 如果垃圾回收器運行并且發現該對象只被弱引用所指向，它可能會被回收。

3. 回收階段：

   • 當對象被回收后，弱引用對象本身不會立即消失，但它所引用的對象已經不存在了。
   • 如果使用了引用隊列，弱引用對象會被加入到隊列中，可以通過輪詢隊列來檢測哪些弱引用對象已經被回收。

4. 終結階段：

   • 弱引用對象本身是一個普通的Java對象，當沒有任何強引用指向它時，它也會被垃圾回收器回收。
   • 因此，弱引用對象的生命周期最終也會結束。

使用場景

• 緩存：弱引用常用于實現緩存機制，當內存不足時，垃圾回收器可以自動回收這些緩存對象。
• 避免內存泄漏：在某些情況下，使用弱引用可以避免因長時間持有對象引用而導致的內存泄漏問題。

示例代碼

import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.WeakReference;

public class WeakReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        ReferenceQueue<MyObject> queue = new ReferenceQueue<>();
        WeakReference<MyObject> weakRef = new WeakReference<>(new MyObject(), queue);

        // 獲取引用的對象
        MyObject obj = weakRef.get();
        System.out.println("Object: " + obj);

        // 模擬內存不足的情況
        obj = null;
        System.gc();

        // 檢查弱引用是否被回收
        try {
            Thread.sleep(100); // 等待一段時間讓GC有機會運行
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        obj = weakRef.get();
        if (obj == null) {
            System.out.println("Object has been garbage collected.");
        } else {
            System.out.println("Object is still alive: " + obj);
        }

        // 檢查引用隊列
        WeakReference<? extends MyObject> polledRef = (WeakReference<? extends MyObject>) queue.poll();
        if (polledRef != null) {
            System.out.println("Weak reference enqueued: " + polledRef);
        }
    }
}

class MyObject {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("MyObject finalized.");
    }
}

通過這個示例，可以看到弱引用對象在內存不足時是如何被垃圾回收器回收的，并且可以通過引用隊列來檢測這一過程。