Java杂谈2——引用与跟搜索算法

Java中的引用

　　Java“引用”的概念源于C++，原本的定义相当有限：一个引用（Reference）代表的内存通常用于指向另一块内存区域的起始地址。通过引用类型保存的起始地址，可以找到这个引用所指向的对象实例和在方法区中的对象类型数据。

　　区别于传统的c/c++语言，Java的对象的销毁完全由垃圾回收器管理，核心问题就是何时应该回收对象？

　　Java的策略是：回收那些再也不会被任何引用指向的对象，我们将实例化对象的是否被引用的特性称之为可达性。

　　其实，这种策略并不涵盖所有的使用情景。试想，我们希望创建一些缓存对象用于存储临时的中间计算结果，当内存充裕时将它们会保留在内存中；当内存非常紧张时，即使优先回收这些对象对程序的执行正确性并不会有影响。此时，传统的Java引用就显得束手无策了。自JDK1.2后，Java引用的概念得到了新的扩展，将引用划分为强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虚引用（Phantom Reference）。

　　强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用

　　强引用：Java代码中默认的引用类型就是强引用，除非实例化对象不可达，否则不会被回收。例子如下：

 Object objRef = new Object(); //objRef是一个强引用

　　软引用：即使实例化对象可达，软引用的对象还是会在发生内存溢出之前（Java堆内存不够用时）被垃圾回收器回收，例子如下：

//上接之前的代码，创建一个软引用

SoftReference objSoftRef = new SoftReference(objRef);

Object objRef2 = (Object)objSoftRef.get(); //如果此时软引用还未被回收，可以通过这段代码重新或得到实例化对象的强引用，否则会返回null

　　弱引用：比软引用更弱，在下一次垃圾回收器收集到弱引用后对象会被回收，具体用法与软引用一致，弱引用类类名为WeakReference。

　　虚引用：这个引用很特殊，其存在不影响对应的实例化对象的生命周期，也不能够通过get方法再获取到对象的强引用。与一个特殊的引用队列（ReferenceQueue）配合使用可以用于监听实例化对象的回收事件。例子如下：

//上接之前代码，创建一个引用队列

/************************************************

** 解释一下引用队列：

** 在一个实例化对象被垃圾回收器回收之前，与这个对象相关的引用对象（Java.lang.refReference类型）都会被加入到与之相关的引用队列中

*************************************************/

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();

//创建一个虚引用，同时将这个虚引用与队列queue相关联

PhantomReference objPhaRef = new PhantomReference(obj,queue);

assertNull(queue.poll());

obj = null;

//obj对象在被回收之前，objPhaRef 对象就会被加入到queue队列中

assertNull(queue.poll());

根搜索算法

　　垃圾回收器在判定一个对象是否可以被回收时采用的是根搜索算法，基本思想：从已知的GC Roots对象开始遍历向下搜索，找到所有的可达实例化对象，回收所有不可达的实例化对象。GC Roots对象包含如下：

　　虚拟机栈中的引用对象

　　方法区中的静态引用对象

　　常量池中的常量引用对象

　　本地方法栈中的引用对象

　　那么，当一个实例化对象在被确定不可达之后，会被马上“杀死”吗？

　　答案是否定的，其中的例外小技巧就是在finalize()函数。为了保证c++程序员能够接受，java提供了类似于析构函数的finalize，垃圾回收器保证一个对象在被真正销毁之前必定调用过一次finalize。那么，我们就可以在这个finalize函数中再次将本对象赋值给一个外部引用，试图在真正销毁之前挽救对象。（PS：但是需要注意的是，类似于表达finalize函数并不是java中的虚构函数，它并不保证是在对象真正销毁之前被调用的最后一个函数，它只保证一个对象在被销毁之前必定会被调用过一次）。