【Android】性能优化之对象引用-软引用、弱引用

作者：邹峰立，微博：zrunker，邮箱：zrunker@yahoo.com，微信公众号：书客创作，个人平台：www.ibooker.cc。

本文选自书客创作平台第29篇文章。阅读原文 。

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Java在JDK1.2版本开始，把对象的引用分为四个等级，从而使程序能更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用和虚引用。

Java中的引用，类似于C++的指针。通过引用，可以对堆中的对象进行操作。在某个函数中，当创建了一个对象，该对象被分配在堆中，通过这个对象的引用才能对这个对象进行操作。

StringBuffer buffer = new StringBuffer("zrunker");
buffer.append("zrunker");

假设以上代码是在方法内运行的，那么变量buffer将被分配在栈空间上，而对象StringBuffer实例，被分配在堆空间中。变量buffer指向StringBuffer实例所在的堆空间，通过buffer可以操作该实例，那么buffer就是StringBuffer的引用。

基础概念

1、强引用（StrongReference）

如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

2、软引用（SoftReference）

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。

软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

3、弱引用（WeakReference）

如果一个对象只具有弱引用，那么该对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

4、虚引用（PhantomReference）

如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之 关联的引用队列中。

ReferenceQueue queue = new ReferenceQueue ();
PhantomReference pr = new PhantomReference (object, queue);

程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

四种引用对比表

四种引用对比表

软引用应用场景

软引用可用来实现内存敏感的高速缓存

因为读取文件需要硬件操作，速度较慢，会导致性能降低。所以对于一些可以可复用的文件，可以考虑将其缓存起来，需要的时候直接从内存中读取。但是，由于文件占用内存空间比较大，缓存很多文件需要很多的内存，就可能比较容易发生OutOfMemory异常。这时候可以考虑使用软引用技术来避免这个问题发生。

以对图片操作为例：

1、首先定义一个HashMap，保存软引用对象。

private MapSoftReference> imageCache = new HashMap>();

2、保存Bitmap的软引用到HashMap。

public void putBitmapToCache(String path) {
// 强引用的Bitmap对象
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);
// 软引用的Bitmap对象
SoftReference softBitmap = new SoftReference(bitmap);
// 添加该对象到Map中使其缓存
imageCache.put(path, softBitmap);}

3、获取的时候，可以通过SoftReference的get()方法得到Bitmap对象

public Bitmap getBitmapByPath(String path) {
   // 从缓存中取软引用的Bitmap对象
   SoftReference softBitmap = imageCache.get(path);
   // 判断是否存在软引用
   if (softBitmap == null)
      return null;
   // 取出Bitmap对象，如果由于内存不足Bitmap被回收，将取得空
   Bitmap bitmap = softBitmap.get()
   return bitmap;
}

弱引用一般用于单个Activity/Fragment，方便对引用对象及时回收

IHandler viewHandler = new IHandler(this);
private static class IHandler extends Handler {
   // 定义一个对象用来引用Activity中的方法
   private finalWeakReference mActivity;
   IHandler(Activity activity) {
      mActivity = new WeakReference<>(activity);
   }
   @Override
   public void handleMessage(Message msg) {
      super.handleMessage(msg);
      AActivity currentActivity = (AActivity) mActivity.get();
      if (msg.what == 2) // 显示图片
         currentActivity.imgView.setImageBitmap(currentActivity.bitmap);
   }
}

在GC之前，弱引用对象并未被垃圾回收器发现，因此通过mActivity.get()方法可以取得对应的强引用。但是只要进行垃圾回收，弱引用对象一旦被发现，便会立即被回收，并加入注册引用队列中。此时，再次通过mActivity.get()方法取得强引用就会失败。

软引用，弱引用都非常适合来保存那些可有可无的缓存数据。如果这样做，当系统内存不足时，这些缓存数据会被回收，不会导致内存溢出。而当内存资源充足时，这些缓存数据又可以存在相当长的时间。

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