你会使用软引用和弱引用吗？

故里

发布于 2020-11-25 15:58:03

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这篇文章我们来聊聊软引用和弱引用对内存性能的帮助，大家在平时的开发过程中，对于内存性能做过哪些调优工作，其中的一个方法就是我们可以使用软引用和弱引用。

软引用和弱引用的定义

软引用（SoftReference）：

如果一个对象只具有软引用，而当前虚拟机堆内存空间足够时，那么垃圾回收器就不会回收它，反之就会回收当前软引用指向的对象。

弱引用（WeakReference）：

垃圾回收器发现一个对象上只有弱引用，此时不管内存够不够，这个对象都会被回收。

下面通过一段简单的代码来看一下软引用和弱引用的具体用法;

import java.lang.ref.SoftReference;
import java.lang.ref.WeakReference;

public class ReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //强引用
        String str = new String("abc");
        //弱引用
        SoftReference<String> softRef = new SoftReference<>(str);
        str = null; //去掉强引用
        System.gc();    //垃圾回收器进行回收
        System.out.println(softRef.get());

        //强引用
        String abc = new String("123");
        //弱引用
        WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<>(abc);
        abc = null; //去掉强引用
        System.gc();    //垃圾回收器进行垃圾回收
        System.out.println(weakRef.get());
    }
}

通过上面这个例子，我们来分析一下软引用和弱引用的差别，首先看弱引用的例子，我们先定义了一个强引用对象，然后我们给这个强引用对象加了一个软引用，这里要注意软引用的写法是SoftReference，然后我们通过str = null来去掉str对象的强引用，此时str这个对象只有一个软引用，通过System.gc();我们进行了一次垃圾回收，因为str这个对象只有一个弱引用，没有强引用，而这是内存足够，所以说这个对象是不会被垃圾回收器回收的，它的输出是abc。

然后我们看第二个例子，首先定义了一个强引用对象，然后给这个对象加了一个弱引用，这里给对象加弱引用的方法是WeakReference，我们再通过abc = null，去掉这个对象的强引用，此时abc这个对象就只有一个弱引用，通过System.gc()进行了一次垃圾回收，这个适合abc这个对象没有强引用，只有一个弱引用，根据弱引用的定义，在垃圾回收之后，这个对象会被回收的，所以说弱引用的输出结果是null。

那么最终的结果是不少我们分析的这样，我们run一下看看，如下图所示，只有弱引用的对象在内存空间足够的时候没有被回收，对象在只有弱引用的时候被垃圾回收器回收。

软引用的使用场景：

比如说在一个博客管理系统里，为了提升访问性能，用户在点击博文时，如果这篇博文有缓存，这样其他用户在点击这篇博文时，就直接从内存中加载，而不走数据库，而这样可以降低响应时间，首先，我们定义一个Content类，来封装博文的内容。

然后我们定义一个类型为HashMap<String,SoftReerence<Content>>对象来保存缓存内容，其中键是String类型表示文章id，值是一个指向Content的软连接，随后当用户点击某个id时，用id去HashMap中找，如果找到，并且Content的内容不为空，那么从中拿数据并直接做展示动作，这样的话，不要查询数据库，可以提高性能。在其中用id找不到，或者虽然找到，但是其中内容为空，那么我们就从数据库里面去找，找到文章后同时把它插入到HashMap这个缓存中，这个地方要注意，插入缓存后要删除Content上的强引用，从而保证只有一个软引用。

这样用软引用的好处，假设我们用1GB的内存，缓存了10000篇博文，那么这10000篇博文，在内存空间上只有软引用，没有强引用，如果内存空间足够时，那么我们可以通过缓存来提升性能，但是万一内存不够，我们可以依次释放这10000篇博文占用的内存，而释放时不会影响业务流程，最多就是稍微影响性能。

对比一下，如果这里我们用强引用来做缓存，会有什么后果，由于我们不知道什么时候该撤销在Content上的强引用，所以说找不到一个合适的机会来释放缓存。如果我们再引入一套缓存机制，这就属于额外工作了，就没有像软引用这样直接了。

弱引用的使用场景：

在某个电商网站中，我们会用Coupon类来保存优惠券信息，比如我们其中可以定义优惠券打折程度，有效期和作用范围等等，当我们从数据库中，得到所有的优惠券信息之后，会用一个List<Coupon>类型来保存优惠券，这个时候，如果我们想保存优惠券和它关联的用户时，我们可以用WeakHashMap<Coupon,List<WeakReference<USer>>>这样类型的weakCouponHM对象，这样的对象，它主体是WeakHashMap，也就是基于弱引用的HashMap，其中键是Coupon类型，值是指向List<WeakReference<User>>的弱引用，想象一下，如果有一百个优惠券，那么它会存储在List<Coupon>类型中的couponList中，同时在WeakHashMap这个类型对象里，也会用键的形式存储这100个优惠券。加入有10000个用户，我们可以用List<User>类型的userList对象来保存它们。

我们假设coupon1这个优惠券对应100个用户，那么我们可以通过weakCouponHM.put()方法来添加它们的对于关系，其中是以弱引用的方法，保存了coupon1所对应的100个用户，同理，当假设某个优惠券3，用弱引用的方式指向这100个用户，当某个用户注销账户时，它会从List<User>这个对象中删除，换句话说，这个对象就只有在weakCouponHM里面的值，也就是只有一个弱引用，在下次垃圾回收的时候回被清除，这样coupon3上关联的用户它会被自动更新成99个。