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作者：面试君

概览

本文会通过对弱引用的定义讲起，然后通过案例的使用一步一步的深入源码进行分析其原理，从而让读者深刻的理解什么是弱引用，如何使用弱引用，什么场景下会使用弱引用，弱引用可以解决什么样的问题，以及它的源码实现是怎样的，其中会涉及的内存溢出，垃圾回收原理

作用：

jdk 官网解释：

弱引用主要应用在不阻止它的key或者value 被回收的mapping。直接贴英文吧，翻译水平有限（weak references are for implementing canonicalizing mappings that do not prevent their keys (or values) from being reclaimed）

个人理解：

弱引用的出现就是为了垃圾回收服务的。它引用一个对象，但是并不阻止该对象被回收。如果使用一个强引用的话，只要该引用存在，那么被引用的对象是不能被回收的。弱引用则没有这个问题。在垃圾回收器运行的时候，如果一个对象的所有引用都是弱引用的话，该对象会被回收

案例深度解析

理想的情况下，我们希望当我们不再使用一个对象的时候，能够在gc 发生的时候就把它回收掉。但是有些时候，由于我们的粗忽，在坏的情况下会导致内存溢出。这种案例尤其发生在一个生命使用周期很长的map 存放了很多实际使用生命周期短的对象。请看下面这个例子

运行后输出结果：

gc 发生前：1开始通知GCgc 发生后：1复制代码

从输出的结果可以看到，即使我们通过把key和value 设置为null 来告诉jvm,我们不再使用这个对象了，map 里面对象依然没有被GC 回收，因为key和value 被一个强引用map 指向，根据可达性判断，垃圾回收器是不能回收掉key和value 这个对象的。map 被定义为statis 的静态变量，是一个使用生命周期很长的对象。在strongTest()方法中存在了一个key和value 的局部变量，它随着方法的执行完，这个变量的生命使用周期就结束了,但是粗糙的程序员忘记remove 了,这个时候垃圾回收器是不能回收它的。如果这种生命周期相对短的对象很多，最终就有可能消耗掉JVM中全部的内存。

但是这里我有一个好奇，假如这里的key和value 指向的对象在执行完strongTest()方法 以后用不着了，但是我可能又不是很好的判断去主动调用remove 来移除它。想要垃圾回收器自己判断回收掉可不可以呢?答案其实是可以的，这个时候就是弱引用上场了，请看下面程序

运行上面代码输出结果

gc 发生前：1开始通知GCgc 发生后：0复制代码

从输出结果0，我们可以判断已经成功被垃圾回收了。what?整个过程我们只是把HashMap 换成了WeakHashMap，并且key 由String 换成了WeakReference。其实就是由于字符串只有弱引用指向，所以可以被垃圾回收掉。是不是很简单，如果到这里你就停止研究弱引用了，那就太暴殄天物了

WeakHashMap 深度解析

上面的程序片段中，其实只有key 设置了为弱引用new WeakReference<>(key)，那正常也就只有这个key 对应的内存被回收而已，由于没有调用remove ,里面的value 和entry 也是不会回收掉的，那为什么最后输出的size 是0 呢？ 很好的问题，我们深入去看WeakHashMap 的源码，我们发现了一个神奇的方法expungeStaleEntries()。在看源码之前先解析下引用队列的概念： 在弱引用被回收的时候会把该对象放到引用队列中，也就意味着从引用队列中获取的对象都是被回收的对象，先解释到这里，足以满足我们下面的源码分析了，接下来会做详细的解析

从上面的代码片段，大概的意思就是从引用队列里面取出被回收的对象，然后和WeakHashMap 中的对象查找，找到之后就把对应的value 也设置为null,并且把对应的entry 设置为null,来告诉GC 去回收它。从源码可以看到expungeStaleEntries() 这个方法在执行WeakHashMap中的任何方法的时候都会被调用到的

到这里也就完全明白为什么value 不设置为弱引用和没有显性的调用remove 方法也可以回收掉了

引用队列

从上面的的源码中，我们大概知道了引用队列的使用，那为什么要使用引用队列呢？假如没有引用队列，上面的例子我们就需要遍历全部的元素一个一个的去找，如果数量少那还好，如果数量多的时候，肯定就会出现一些性能问题。有了引用队列那就轻松可以解决上面的问题了。从WeakReference 源码中我们可以看到有两个构造函数，第二个是需要传入引用队列的

引用队列hello word

使用中需要注意的细节： 由于弱引用的对象在GC 发生的时候都可能会被回收掉，所以在使用之前我们都需要判断下是否为null 来避免空指针异常

总结弱引用的出现是为了垃圾回收的一个对象只有弱引用指向它的时候，它是可以被回收的弱引用是在GC 发生的时候就进行回收，不管当时内存是否充足如果你在创建弱引用指定一个引用队列的话，弱引用对象被回收的时候，会把该对象放入引用队列中为了安全使用，每次都要判断下是否为空来判断该对象是否已经被回收，来避免空指针异常

来源：掘金 链接：