Java和ABAP中的几种引用类型的分析和比较

Java编程语言中几种不同的引用类型是面试时经常容易被问到的问题：强引用，软引用，弱引用，虚引用。

其实除了Java之外，某些 其他编程语言也有类似概念，比如ABAP。今天我们就来比较一下。

根据ABAP帮助文档，我们可以把某个对象的引用包在一个Weak Reference的实例里。ABAP的Weak Reference实例通过类CL_ABAP_WEAK_REFERENCE实现。

看下面的例子：首先我在堆上创建了一个新的LCL_PERSON实例，然后包到一个ABAP weak reference里。

lo_person = NEW lcl_person( 'Jerry' ).

lo_weak = NEW cl_abap_weak_reference( lo_person ).

稍后，我们想拿到被包裹的lo_person引用时，使用weak reference提供的get方法。见下图示例：

lo_person = CAST lcl_person( lo_weak->get( ) ).

引用lo_person什么时候会变成initial呢？如果当ABAP垃圾回收器(Garbage Collector)开始工作时，已经没有任何引用再指向lo_person, 则lo_person会变成initial。

看下面这个例子加深理解。

REPORT ztest.

PARAMETERS: clear TYPE char1 as CHECKBOX DEFAULT abap_true,

gc TYPE char1 as CHECKBOX DEFAULT abap_true.

CLASS lcl_person DEFINITION.

PUBLIC SECTION.

DATA: mv_name TYPE string.

METHODS: constructor IMPORTING !iv_name TYPE string.

ENDCLASS.

CLASS lcl_person IMPLEMENTATION.

METHOD: constructor.

me->mv_name = iv_name.

ENDMETHOD.

ENDCLASS.

START-OF-SELECTION.

DATA: lo_person TYPE REF TO lcl_person,

lo_weak TYPE REF TO cl_abap_weak_reference.

lo_person = NEW lcl_person( 'Jerry' ).

lo_weak = NEW cl_abap_weak_reference( lo_person ).

IF clear = abap_true.

CLEAR: lo_person.

ENDIF.

IF gc = abap_true.

cl_abap_memory_utilities=>do_garbage_collection( ).

ENDIF.

lo_person = CAST lcl_person( lo_weak->get( ) ).

IF lo_person IS INITIAL.

WRITE: / 'reference not available'.

ELSE.

WRITE: / 'reference still available'.

ENDIF.

这个report有两个开关，如下图。第一个开关控制lo_person这个引用是否被关键字CLEAR显式地置为INITIAL, 第二个开关决定是否在代码中显式地调用ABAP垃圾回收器。

这两个开关的打开和关闭状态，一共有4种组合。

在第一种情况下，通过关键字CLEAR清除了lo_person的引用，从ABAP的内存检查器(事务码s_memory_inspector)能发现，lo_person现在已经不指向任何内存中的对象了。

对于其他三种情况，LCL_PERSON的实例都不会被ABAP垃圾回收器清除：

Java

Java中的weak reference表现行为和ABAP一致。

我把上面的ABAP测试代码用Java程序重新写一遍：

import java.lang.ref.WeakReference;

class Person {

	private String mName;

	public Person(String name) {

		this.mName = name;

	}

	public String getName() {

		return this.mName;

	}

}

public class WeakReferenceTest {

	public static void check(Person person) {

		if (person == null) {

			System.out.println("Reference invalid");

		}

		else {

			System.out.println("Reference still available");

		}

	}

	public static void main(String[] args) {

		Person jerry = null;

		WeakReference<Person> person = new WeakReference<Person>(new Person(
				"Jerry"));

		jerry = new Person("Ben");

		// if you comment out this line, Reference will be available

		System.gc();

		Person restore = person.get();

		check(restore);

	}

}

ABAP Soft reference - ABAP软应用

在我目前使用的ABAP Netweaver 750 SP4系统中，ABAP软应用尚未实现，

在系统里只有个空的CL_ABAP_SOFT_REFERENCE, 其描述信息写的是Do Not Use this Class!

那么我们就来试试Java的软应用 Soft Reference：

package reference;

import java.lang.ref.SoftReference;

import java.util.ArrayList;

class Person2 {

	private String mName;

	public Person2(String name) {

		this.mName = name;

	}

	public String getName() {

		return this.mName;

	}

	public void finalize() {

		System.out.println("finalize called: " + this.mName);

	}

	public String toString() {

		return "Hello, I am " + this.mName;

	}

}

public class SoftReferenceTest {

	public static void main(String[] args) {

		SoftReference<Person2> person = new SoftReference<Person2>(new Person2(
				"Jerry"));

		System.out.println(person.get());

		ArrayList<Person2> big = new ArrayList<Person2>();

		for (int i = 0; i < 10000; i++) {

			big.add(new Person2(String.valueOf(i)));

		}

		System.gc();

		System.out.println("End: " + person.get());

	}

}

控制台打印出的输出：

Hello, I am Jerry

End: Hello, I am Jerry

即便我创建了1万个Person对象的实例，确实消耗了一些内存，然后内存消耗还远远没有大到会导致包含在软应用中的Person2类的引用被JDK删除掉的程度。因此我在代码中调用Java的垃圾回收器System.gc()之后，该引用仍然存在。

在Java中，软应用通常被用来实现在内存资源很有限的环境下的缓存机制，比如Android手机开发中。

Java 虚引用 PhantomReference

使用下面的代码测试虚引用：

package aop;

import java.lang.ref.PhantomReference;

import java.lang.ref.ReferenceQueue;

public class PhantomReferenceTest {

	public static void main(String[] args) {

		Object phantomObj;

		PhantomReference phantomRef, phantomRef2;

		ReferenceQueue phantomQueue;

		phantomObj = new String("Phantom Reference");

		phantomQueue = new ReferenceQueue();

		phantomRef = new PhantomReference(phantomObj, phantomQueue);

		System.out.println("1 Phantom Reference:" + phantomRef.get());

		System.out.println("2 Phantom Queued: " + phantomRef.isEnqueued());

		phantomObj = null;

		System.gc();

		System.out.println("3 Anything in Queue? : " + phantomQueue.poll());

		if (!phantomRef.isEnqueued()) {

			System.out.println("4 Requestion finalization.");

			System.runFinalization();

		}

		System.out.println("5 Anything in Queue?: " + phantomRef.isEnqueued());

		phantomRef2 = (PhantomReference) phantomQueue.poll();

		System.out.println("6 Original PhantomReference: " + phantomRef);

		System.out.println("7 PhantomReference from Queue: " + phantomRef2);

	}
}

测试输出：

1. Phantom Reference: null

2. Phantom Queued: false

3. Anything in Queue? : null

5. Anything in Queue?: true

6. Original PhantomReference: java.lang.ref.PhantomReference@2a139a55

7. PhantomReference from Queue: java.lang.ref.PhantomReference@2a139a55

和之前介绍的弱引用（WeakReference）和软引用（SoftReference）不同，包裹在虚引用（PhantomReference）中的对象实例无法通过需引用的get方法返回，因此在第一行输出我们会看到： “1. Phantom Reference: null”.

在上面示例代码中虚引用PhantomReference的构造函数里, 我传入了一个队列作为输入参数。当包裹在虚引用实例中的对象引用被Java垃圾回收器删除时，虚引用实例本身会自动被JVM插入我之前指定到虚引用构造函数输入参数的那个队列中去。

在System.runFinalization()执行之前，phantomRef.isEnqueued()返回false，phantomQueue.poll()返回空。

当phantomObj实例被JVM删除后, 虚引用PhantomReference本身被加入到队列中，并且能够通过队列提供的API所访问：phantomQueue.poll(). 打印输出的第6行和第7行也说明了这一点。

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