Die Verwendung schwacher Referenzen ist etwas, von dem ich noch nie eine Implementierung gesehen habe. Daher versuche ich herauszufinden, was der Anwendungsfall für sie ist und wie die Implementierung funktionieren würde. Wann mussten Sie ein WeakHashMapoder verwenden WeakReferenceund wie wurde es verwendet?

Ein Problem bei starken Referenzen ist das Caching, insbesondere bei sehr großen Strukturen wie Bildern. Angenommen, Sie haben eine Anwendung, die mit vom Benutzer bereitgestellten Bildern arbeiten muss, wie das Website-Design-Tool, an dem ich arbeite. Natürlich möchten Sie diese Bilder zwischenspeichern, da das Laden von der Festplatte sehr teuer ist und Sie die Möglichkeit vermeiden möchten, zwei Kopien des (möglicherweise gigantischen) Bilds gleichzeitig im Speicher zu haben.

Da ein Bildcache verhindern soll, dass wir Bilder neu laden, wenn dies nicht unbedingt erforderlich ist, werden Sie schnell feststellen, dass der Cache immer einen Verweis auf ein Bild enthalten sollte, das sich bereits im Speicher befindet. Bei normalen starken Referenzen zwingt diese Referenz das Bild jedoch dazu, im Speicher zu bleiben. Daher müssen Sie irgendwie feststellen, wann das Bild nicht mehr im Speicher benötigt wird, und es aus dem Cache entfernen, damit es für die Speicherbereinigung in Frage kommt. Sie müssen das Verhalten des Garbage Collectors duplizieren und manuell festlegen, ob sich ein Objekt im Speicher befinden soll oder nicht.

Schwache Referenzen verstehen , Ethan Nicholas

WeakReference gegen SoftReference

Ein klarer Unterschied ist der Unterschied zwischen a WeakReferenceund a SoftReference.

Grundsätzlich a WeakReference wird a von der JVM eifrig GC-d sein , sobald das referenzierte Objekt keine festen Verweise darauf hat. Ein SoftReferenced-Objekt hingegen wird in der Regel vom Garbage Collector zurückgelassen, bis der Speicher wirklich wiederhergestellt werden muss.

Ein Cache, in dem die Werte gespeichert sindWeakReference s wäre ziemlich nutzlos (in a WeakHashMapsind es die Schlüssel, auf die schwach verwiesen wird). SoftReferencessind nützlich, um die Werte zu umbrechen, wenn Sie einen Cache implementieren möchten, der mit dem verfügbaren Speicher wachsen und schrumpfen kann.

Eine häufige Verwendung von WeakReferences undWeakHashMap s ist insbesondere das Hinzufügen von Eigenschaften zu Objekten. Gelegentlich möchten Sie einem Objekt einige Funktionen oder Daten hinzufügen, aber Unterklassen und / oder Kompositionen sind keine Option. In diesem Fall ist es naheliegend, eine Hashmap zu erstellen, die das Objekt, das Sie erweitern möchten, mit der Eigenschaft verknüpft, die Sie hinzufügen möchten . Wenn Sie die Immobilie benötigen, können Sie sie einfach in der Karte nachschlagen. Wenn jedoch die Objekte, die Sie hinzufügen, häufig zerstört und erstellt werden, können viele alte Objekte in Ihrer Karte viel Speicherplatz beanspruchen.

Wenn Sie WeakHashMapstattdessen a verwenden, verlassen die Objekte Ihre Karte, sobald sie vom Rest Ihres Programms nicht mehr verwendet werden. Dies ist das gewünschte Verhalten.

Ich musste dies tun, um einige Daten hinzuzufügen java.awt.Component, um eine Änderung in der JRE zwischen 1.4.2 und 1.5 zu umgehen. Ich hätte es beheben können, indem ich jede Komponente, an der ich interessiert JButtonwar JFrame, in Unterklassen unterteilt hätte (,,, JPanel....), aber das war viel einfacher mit viel weniger Code.

Ein weiterer nützlicher Fall für WeakHashMapund WeakReferenceist eine Listener-Registrierungsimplementierung .

Wenn Sie etwas erstellen, das bestimmte Ereignisse abhören möchte, registrieren Sie normalerweise einen Listener, z

manager.registerListener(myListenerImpl);

Wenn der managerSpeicher Ihren Listener mit a speichert WeakReference, bedeutet dies, dass Sie das Register nicht entfernen müssen, z. B. mit a, manager.removeListener(myListenerImpl)da es automatisch entfernt wird, sobald Ihr Listener oder Ihre Komponente, die den Listener enthält, nicht mehr verfügbar ist.

Natürlich können Sie Ihren Listener immer noch manuell entfernen, aber wenn Sie dies nicht tun oder vergessen, führt dies nicht zu einem Speicherverlust und verhindert nicht, dass Ihr Listener Müll sammelt.

Wo kommt WeakHashMapdas ins Bild?

Die Listener-Registrierung, die registrierte Listener als WeakReferences speichern möchte, benötigt eine Sammlung zum Speichern dieser Referenzen. Es gibt keine WeakHashSetImplementierung in der Standard-Java-Bibliothek nur a, WeakHashMapaber wir können die letztere leicht verwenden, um die Funktionalität der ersten zu "implementieren":

Set<ListenerType> listenerSet =
    Collections.newSetFromMap(new WeakHashMap<ListenerType, Boolean>());

Damit wird listenerSetein neues Listener registrieren müssen Sie nur an die Set hinzuzufügen, und auch wenn es ausdrücklich nicht entfernt wird, wenn der Hörer wird nicht mehr Bezug genommen wird , wird sie automatisch von der JVM entfernt werden.

Dieser Blog-Beitrag demonstriert die Verwendung beider Klassen: Java: Synchronisieren auf einer ID . Die Verwendung geht ungefähr so:

private static IdMutexProvider MUTEX_PROVIDER = new IdMutexProvider();

public void performTask(String resourceId) {
    IdMutexProvider.Mutex mutext = MUTEX_PROVIDER.getMutex(resourceId);
    synchronized (mutext) {
        // look up the resource and do something with it
    }
}

IdMutextProvider bietet ID-basierte Objekte zum Synchronisieren. Die Anforderungen sind:

• muss einen Verweis auf dasselbe Objekt zurückgeben, wenn gleichwertige IDs gleichzeitig verwendet werden
• muss ein anderes Objekt für verschiedene IDs zurückgeben
• Kein Freigabemechanismus (Objekte werden nicht an den Anbieter zurückgegeben)
• darf nicht auslaufen (nicht verwendete Objekte können zur Speicherbereinigung verwendet werden)

Dies wird mithilfe einer internen Speicherkarte vom Typ erreicht:

WeakHashMap<Mutex, WeakReference<Mutex>>

Das Objekt ist sowohl Schlüssel als auch Wert. Wenn nichts außerhalb der Karte einen harten Verweis auf das Objekt hat, kann es Müll gesammelt werden. Die Werte in der Karte werden mit harten Referenzen gespeichert, daher muss der Wert in eine WeakReference eingeschlossen werden , um einen Speicherverlust zu verhindern. Dieser letzte Punkt wird im Javadoc behandelt .

Wenn Sie beispielsweise alle Objekte verfolgen möchten, die von einer bestimmten Klasse erstellt wurden. Damit diese Objekte weiterhin mit Müll gesammelt werden können, führen Sie anstelle der Objekte selbst eine Liste / Karte mit schwachen Verweisen auf die Objekte.

Wenn mir jetzt jemand Phantomreferenzen erklären könnte, wäre ich glücklich ...

Wie oben erwähnt, wird eine schwache Referenz so lange gehalten, wie eine starke Referenz existiert.

Eine beispielhafte Verwendung wäre die Verwendung von WeakReference in Listenern, sodass die Listener nicht mehr aktiv sind, sobald der Hauptverweis auf ihr Zielobjekt weg ist. Beachten Sie, dass dies nicht bedeutet, dass die WeakReference aus der Listener-Liste entfernt wird. Eine Bereinigung ist weiterhin erforderlich, kann jedoch beispielsweise zu festgelegten Zeiten durchgeführt werden. Dies hat auch den Effekt, dass verhindert wird, dass das abgehörte Objekt starke Referenzen enthält und schließlich eine Quelle des Aufblähens des Gedächtnisses ist. Beispiel: Swing-GUI-Komponenten, die auf ein Modell verweisen, das einen längeren Lebenszyklus als das Fenster hat.

Während wir wie oben beschrieben mit Zuhörern spielten, stellten wir schnell fest, dass Objekte aus Sicht eines Benutzers "sofort" gesammelt werden.

Eine reale Verwendung, die ich für WeakReferences hatte, ist, wenn Sie ein einzelnes, sehr großes Objekt haben, das selten verwendet wird. Sie möchten es nicht im Speicher behalten, wenn es nicht benötigt wird. Wenn ein anderer Thread dasselbe Objekt benötigt, möchten Sie auch nicht zwei davon im Speicher haben. Sie können irgendwo einen schwachen Verweis auf das Objekt und in den Methoden, die es verwenden, harte Verweise behalten. Wenn beide Methoden abgeschlossen sind, wird das Objekt gesammelt.

Ich habe eine Google-Codesuche nach "new WeakHashMap ()" durchgeführt.

Ich habe eine Reihe von Übereinstimmungen aus dem GNU-Klassenpfad-Projekt und

1. Apache xbean-Projekt: WeakHashMapEditor.java
2. Apache Lucene-Projekt: CachingWrapperFilter.java

Mit schwachem Hashmap können Sie ein ressourcenfreies Caching für die umfangreiche Objekterstellung implementieren.

Beachten Sie jedoch, dass es nicht wünschenswert ist, veränderbare Objekte zu haben. Ich habe es verwendet, um Abfrageergebnisse (deren Ausführung etwa 400 ms dauert) in einer Textsuchmaschine zwischenzuspeichern, die selten aktualisiert wird.