Java WeakReference的生命周期

Java中的WeakReference是一种特殊的引用类型，它允许对象在内存不足时被垃圾回收器回收。WeakReference的生命周期与普通引用有所不同，主要体现在以下几个方面：

创建

1. 创建WeakReference对象：

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

   这里，MyObject实例被包装在一个WeakReference中。

2. 获取引用的对象：

   MyObject obj = weakRef.get();
   

   如果MyObject实例仍然存在且未被回收，get()方法将返回该实例；否则返回null。

垃圾回收

1. 弱引用对象的回收条件：

   • 当垃圾回收器运行时，如果一个对象只被弱引用所指向（即没有强引用或其他类型的引用指向它），那么这个对象就有可能被回收。
   • 弱引用不会阻止其所引用的对象被垃圾回收。

2. 引用队列（ReferenceQueue）：

   • 可以将WeakReference与一个ReferenceQueue关联起来，当弱引用对象被回收时，该弱引用会被加入到关联的引用队列中。

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

生命周期阶段

1. 创建阶段：

   • 创建WeakReference对象时，被引用的对象仍然存在。

2. 活跃阶段：

   • 在这个阶段，弱引用对象仍然可以正常工作，通过get()方法获取到的对象是有效的。
   • 如果垃圾回收器运行并且发现该对象只被弱引用所指向，它可能会被回收。

3. 回收阶段：

   • 当对象被回收后，弱引用对象本身不会立即消失，但它所引用的对象已经不存在了。
   • 如果使用了引用队列，弱引用对象会被加入到队列中，可以通过轮询队列来检测哪些弱引用对象已经被回收。

4. 终结阶段：

   • 弱引用对象本身是一个普通的Java对象，当没有任何强引用指向它时，它也会被垃圾回收器回收。
   • 因此，弱引用对象的生命周期最终也会结束。

使用场景

• 缓存：弱引用常用于实现缓存机制，当内存不足时，垃圾回收器可以自动回收这些缓存对象。
• 避免内存泄漏：在某些情况下，使用弱引用可以避免因长时间持有对象引用而导致的内存泄漏问题。

示例代码

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);

        // 获取引用的对象
        MyObject obj = weakRef.get();
        System.out.println("Object: " + obj);

        // 模拟内存不足的情况
        obj = null;
        System.gc();

        // 检查弱引用是否被回收
        try {
            Thread.sleep(100); // 等待一段时间让GC有机会运行
        } 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);
        }

        // 检查引用队列
        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.");
    }
}

通过这个示例，可以看到弱引用对象在内存不足时是如何被垃圾回收器回收的，并且可以通过引用队列来检测这一过程。