7.3.4　弱引用

弱引用（weak reference）在强度上弱于软引用，用java.lang.ref.WeakReference类来表示。弱引用传递给垃圾回收器的信息是：在判断一个对象是否存活时，可以不考虑弱引用的存在。比如，指向一个对象的既有一个强引用，又有多个弱引用，当该强引用被移除之后，这个对象就可以被垃圾回收器回收，可以忽略指向该对象的弱引用。弱引用的存在不会影响垃圾回收器回收一个对象，还提供了一种方式可以引用到这个对象。如果一个对象既不是强引用可达，也不是软引用可达，同时可以通过弱引用来访问，则将该对象称为弱引用可达（weakly reachable）。

弱引用的重要作用是解决对象的存活时间过长的问题。在程序中，一个对象的实际存活时间应该与它的逻辑存活时间一样。从逻辑上来说，一个对象应该在某个方法调用完成之后就不再需要，可以对其进行垃圾回收。但是，如果仍然有其他的强引用存在，该对象的实际存活时间会长于逻辑存活时间，直到其他的强引用不再存在。这样的对象在程序中过多出现会导致虚拟机的内存占用率上升，最后产生OutOfMemoryError错误。要解决这样的问题，需要小心注意管理对象上的强引用。当不再需要引用一个对象时，显式地清除这些强引用。不过这会对开发人员提出更高的要求，代码编写起来也更加复杂。更好的办法是使用弱引用来代替强引用来引用这些对象。这样既可以引用对象，又可以避免强引用带来的问题。

比较典型的例子是在哈希表中使用弱引用。在代码清单7-9中，通过BookKeeper类来对图书及其借阅者进行管理。在内部实现中使用了一个HashMap类的对象来保存图书及其借阅者之间的对应关系。由于HashMap类的对象具有对所包含的键和值的对象的强引用，这会使Book类和User类对象的存活时间变得至少和HashMap类的对象本身一样长。当HashMap类的对象本身还存活时，其中所包含的Book类和User类的对象都无法被垃圾回收器回收。

代码清单7-9　HashMap类造成对象存活时间过长的示例

public class BookKeeper{

private Map＜Book, Set＜User＞＞books=new HashMap＜＞（）；

public void borrowBook（Book book, User user）{

Set＜User＞users=null；

if（books.containsKey（book））{

users=books.get（book）；

}

else{

users=new HashSet＜User＞（）；

books.put（book, users）；

}

users.add（user）；

}

public void returnBook（Book book, User user）{

if（books.containsKey（book））{

Set＜User＞users=books.get（book）；

users.remove（user）；

}

}

}

解决这个问题的做法是使用弱引用来指向这些对象，而不是使用默认的强引用。因为这样使用Map接口的情况很多，Java标准库提供了java.util.WeakHashMap类来满足这种常见的需求。WeakHashMap类使用弱引用来指向其中所包含的键，而键对应的值对象仍然由强引用来指向。使用弱引用的好处是WeakHashMap类的对象本身对其中包含的键的弱引用不会影响键对象的垃圾回收。当键对象不存在其他类型更强的引用时，键对象会被从WeakHashMap类的对象中删除。对于代码清单7-9中存在的问题，只需要把books对应的Map接口的实现类换成WeakHashMap类即可。不过WeakHashMap类的对象中包含的值对象仍然由强引用来指向，因此不能在值对象中包含键对象的引用。这种循环引用会导致键对象无法被垃圾回收器回收。如果觉得对于值对象使用强引用不合适，可以在添加到WeakHashMap类的对象之前用一个WeakReference类的对象来包装它。