弱引用对象不会被垃圾回收

Question

我担心的是一个曾经被强引用的对象的实例，但是在对其强引用显式分配空值和显式调用System.gc() 之后，该实例仍然可以通过弱引用。如果我理解正确，当被引用对象只剩下弱引用时，保证在下一个 GC 会话中清除该引用对象。我错过了什么？

参考代码：

public class References {
    public static void main(String[] args) {

        Example strongReferenceWrappedInWeak = new Example(42);
        strongReferenceWrappedInWeak.printA();

        WeakReference<Example> exampleWeakReference = new WeakReference<>(strongReferenceWrappedInWeak);

        System.gc();

        Example retrievedExample = exampleWeakReference.get();
        retrievedExample.printA(); //this works, because a strong reference is present to the instance, hence it's not cleared

        strongReferenceWrappedInWeak = null; //eligible for garbage collection

        System.gc();

        Example retrievedExampleTwo = exampleWeakReference.get(); //should be null
        retrievedExampleTwo.printA(); //should throw NPE
    }
}

class Example {
    private int a;

    Example(int a) {
        this.a = a;
    }

    void printA() {
        System.out.println(this.a);
    }
}

Answer 1

垃圾收集以神秘的方式运作。

在 Java 生态系统中有多种垃圾收集器的实现，它们的行为截然不同。

垃圾收集运行的时间因垃圾收集器的实现而异，也可能取决于 JVM 的当前状况。一个收集器可能几乎连续运行，而另一个可能会等到内存不足。 （为了说明这一点，我在这里过于简单化了。）

是否收集所有垃圾，或者只是收集其中的一部分，也可能因收集器实现和 JVM 状态而异。

对 System.gc 的调用只是一个建议，而不是一个命令。垃圾收集器可以随意忽略它。

在 Java 中，您不应该在管理内存方面付出很大的努力。现代 JVM 实现在这方面比任何单个程序员都可能做得更好。请确保在使用完对象后释放对对象的所有引用。或者使用WeakReference/SoftReference。然后信任 JVM 和垃圾收集器来完成它的工作。

在极端情况下（非常大的内存或大量的对象流失），您可能需要研究各种垃圾收集器实现的行为。并且可能考虑替代方案，例如来自 Azul Systems 的 Zing 或来自 Oracle 的 GraalVM。但是对于大多数项目来说，通常的基于 OpenJDK 的 JVM 运行良好。

Answer 2

strongReferenceWrappedInWeak = null 不会使 Example 对象实例符合垃圾回收条件，因为 retrievedExample 仍然保持对它的强引用。

要修复，请添加retrievedExample = null;

Example strongReferenceWrappedInWeak = new Example(42);
strongReferenceWrappedInWeak.printA();

WeakReference<Example> exampleWeakReference = new WeakReference<>(strongReferenceWrappedInWeak);

System.gc();

Example retrievedExample = exampleWeakReference.get();
retrievedExample.printA(); //this works, because a strong reference is present to the instance, hence it's not cleared

retrievedExample = null;
strongReferenceWrappedInWeak = null; //now eligible for garbage collection

System.gc();

Example retrievedExampleTwo = exampleWeakReference.get(); //will be null
retrievedExampleTwo.printA(); //will throw NPE

或者，不要使用局部变量创建强引用，只需从弱引用中直接调用方法即可。这样你就不会像你一样不小心留下一个强有力的参考。 *（在printA() 调用期间，this 引用是强引用，因此在调用期间 不能对对象进行GC）*

Example strongReferenceWrappedInWeak = new Example(42);
strongReferenceWrappedInWeak.printA();

WeakReference<Example> exampleWeakReference = new WeakReference<>(strongReferenceWrappedInWeak);

System.gc(); //does not collect object, since strong reference still exists

exampleWeakReference.get().printA(); //works

strongReferenceWrappedInWeak = null; //eligible for garbage collection
System.gc(); //collects object, since it is now weakly referenced only

exampleWeakReference.get().printA(); //throws NPE

输出（来自两者）

42
42
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at Test.main(Test.java:**)

^{在 Java 13 上测试}