前言
在《深入JVM》中提到过四种引用，但是对它们的认识却很少。如今又遇到了WeakHashMap，里面是弱引用，所以回过头来把4种引用的坑填上。通过本篇文章你可以了解:
- 4种引用
- 引用的几种状态
- 如何实现弱引用的回收
- WeakHashMap中弱引用回收机制
笔者源码来自
- JAVA9
4种引用
| 引用 | 介绍 |
|---|---|
| 强引用 | 不会被GC的引用 |
| 弱引用(WeakReference) | 弱引用在下一次GC时会被收集 |
| 软引用(SoftReference) | 软引用在内存满的时候会被GC，也就是OOM的时候 |
| 虚引用(OhantomReference) | 虚引用不会被get返回，GC不会自动清理虚引用，虚引用不会影响一个存在虚引用对象的GC回收 |
开场白，引用的四种状态
—————————–翻译源码的四种状态解释———————-
Active：新创建的实例对象处于active状态，当GC显示已经到了合适的状态之后，会使得实例的状态改变为Pending 状态，把实例对象加入Pending队列或者Inactive状态
Pending：pending- Reference list当中的一个元素，等待被Reference-handler 线程入队处理，没有注册过的实例不会进入这个状态
Enqueued: 队列中的一个元素，这个实例在被创建的时候被注册了。当实例从它的ReferenceQueue中移除的时候，会被设置成Inactive。没有被注册的实例不会到达这个状态
Inactive：最终状态不会再被改变
————————————四种状态源码的实现—————————-
- Active 的时候，ReferenceQueue实例注册了，就是初始化的时候指定了一个引用队列。或者没有注册queue的时候ReferenceQueue.NULL。next是null。可以这么认为
Reference(T referent) {
this(referent, null);
}
Reference(T referent, ReferenceQueue<? super T> queue) {
this.referent = referent;
this.queue = (queue == null) ? ReferenceQueue.NULL : queue;
}Pending 状态，queue必须注册，next=this
Enqueued状态，queue必须注册，next为队列中的下一个引用，如果是该队列中的最后一个就是this
Inactive状态，queue为ReferenceQueue.NULL
主要的流程
其主要的流程图如下。
或者可以这么将，上面的那条路线是程序员手动处理队列的方法，下面是交给GC智能处理的方法。这样理解就很容易了
WeakHashMap
WeakHashMap和HashMap差不多，主要的区别就在于清除引用队列的函数，让我们挑几点重要的去看看它
构造函数
构造函数我们只看重要的部分，节点部分
private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> {
V value;
final int hash;
Entry<K,V> next;
Entry(Object key, V value,
ReferenceQueue<Object> queue,
int hash, Entry<K,V> next) {
super(key, queue);//×××××××××重点部分
this.value = value;
this.hash = hash;
this.next = next;
}这段的重点在于继承了WeakReference，并且将键作为弱引用，以及队列作为参数调用WeakReference类的构造方法。
public WeakReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
# 弱引用使用的是Reference的构造方法
super(referent, q);
}
Reference(T referent, ReferenceQueue<? super T> queue) {
this.referent = referent;
this.queue = (queue == null) ? ReferenceQueue.NULL : queue;
}从以上几段代码，WeakHashMap是使用队列来实现的！
WeakHashMap的清除过程
在WeakHashMap中，很多方法都包含下面的一个清除函数，用来清除队列中的弱引用
private void expungeStaleEntries() {
for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) {
synchronized (queue) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
int i = indexFor(e.hash, table.length);
Entry<K,V> prev = table[i];
Entry<K,V> p = prev;
while (p != null) {
Entry<K,V> next = p.next;
if (p == e) {
if (prev == e)
table[i] = next;
else
prev.next = next;
// Must not null out e.next;
// stale entries may be in use by a HashIterator
e.value = null; // Help GC
size--;
break;
}
prev = p;
p = next;
}
}
}
}重点：
由此可以看出WeakHashMap清除弱引用的流程，采用的是Reference图上面的方法，用一个队列来保存弱引用，然后从WeakHashMap中GC掉存在于ReferenceQueue中的弱引用，同时清除ReferenceQueue中存放的元素。所有上面的铺垫其实都是为了这段的总结。
实例讲解
import java.util.HashMap;
import java.util.WeakHashMap;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
WeakHashMap<String, Integer> weakmap = new WeakHashMap<>();
//String a = "01";
//String b = "02";
String a = new String("11");
String b = new String("22");
map.put(a, 1);
map.put(b, 2);
weakmap.put(a, 1);
weakmap.put(b, 2);
map.remove(a);
a = null;
b = null;
System.gc();
map.forEach((k, v) -> {
System.out.println("HashMap: key: "+k+"Value: "+v);
});
weakmap.forEach((k, v) -> {
System.out.println("WeakMap: key: "+k+"Value: "+v);
});
}
}
----结果----
HashMap: key: 22Value: 2
WeakMap: key: 22Value: 2这个例子比较经典，首先a，b都变为null。解除了引用，map手动移除了a，所以除了WeakMap中存在a的引用，别处都不存在了，所以在访问的时候自动清楚了a的引用，weakMap中只存在b的引用。
总结
我们首先从源头Reference类，观察了引用类的生命周期几种状态和GC方法，一种是自动GC一种是使用ReferenceQueue的回收，WeakHashMap采用的是下面一种，队列回收法。关于细节部分未尽详细，但是搞清楚了大概的流程，以及WeakHashMap的运作。全局把握即可，如上都是笔者自己的理解，可能有些地方不够正确，望纠正。