【转】.net框架读书笔记---CLR内存管理\垃圾收集（四）

弱引用

　　当一个根指向一个对象时，该对象不可能被垃圾收集器收集，在这种情况下，通常说存在一个该对象的强引用（strong reference）。垃圾收集器还支持弱引用（weak reference）的概念。弱引用允许垃圾收集器收集对象，同时也允许应用程序访问该对象，结果取决于时间。

　　如果对象的弱引用存在，那么在垃圾收集执行后，该对象的内存将被执行清理。另一方面，要访问一个弱引用对象，应用程序必须获取该对象的一个强引用。如果应用程序在对象被执行之前得到了它的强引用，那么垃圾收集器将不再对该对象执行垃圾收集，因为这时存在一个该对象的强引用。

　　下面代码展示了弱引用的使用

class Program
{
static void Main( string [] args)
{
SomeWeakReferenceMethod();
SomeStrongtReferenceMethod();
}

static void SomeWeakReferenceMethod()
{
// 创建一个强引用对象
SomeClass o = new SomeClass();

WeakReference wr = new WeakReference(o);

o = null ; // 移除对象的强引用

o = wr.Target as SomeClass;

if (o == null )
{
// 出现过垃圾回收，对象的内存已经被回收
Console.WriteLine( " 已经被回收 " );
}
else
{
// 未出现垃圾回收
Console.WriteLine( " 没有被回收 " + o.X.ToString());
}

}
static void SomeStrongtReferenceMethod()
{
// 创建一个强引用对象
SomeClass o = new SomeClass();
o = null ; // 移除对象的强引用
try
{
Console.WriteLine(o.X);
}
catch
{
Console.WriteLine( " error " );
}
}

}

public class SomeClass
{
private int x;

public int X
{
get
{
return this .x;
}
}

public SomeClass()
{
x = 5 ;
}
}

个人感觉弱引用机制有点像缓存，将一些操作起来比较费时（比如便利系统的硬盘）的东西第一次获取之后暂时放入缓存中，并且将其引用置为null来减少应用程序的压力，但是放置在缓存中可以再次使用（减少读取时的压力），至于是否能够再次使用成功要看垃圾收集器。如果执行过垃圾收集，弱引用的对象将会被回收掉当然就无法再次使用了。

　　System.WeakReference有两个公用构造器：

public WeakReference(object target);
public WeakReference(object target, bool trackResurrection);

　　target表示要追踪的对象(上例中为SomeClass)，　trackResurrection表示是否要追踪对象的复苏，换句话说就是对象在执行Finalize方法后，是否还要追踪该对象（对象执行Finlize后对象复苏了）　。

　　将不追踪对象复苏的WeakReference称为短弱引用（short weak reference），而将追踪对象复苏的称为长弱引用（long weak reference）。如果一个对象没有Finalize方法，长短弱引用是一样的，最好不要使用长弱引用，因为长弱引用在一个对象被执行终止后允许该对象复苏，将会导致对象的状态不可预知。

　　一旦创建了对象的弱引用，通常将该对象的强引用设置为null，为了再次使用该对象，需要将弱引用转换为一个强引用，通过WeakReference的Target属性来完成的。如果target为null，那么对象已经被执行了垃圾收集，否则将会得到该对象的强引用。这时对象将不会被垃圾收集器收集了。

弱引用的内部机理

　　需要再次探究托管堆。托管堆中包含了两个内部数据结构来管理弱引用。即短弱引用表和长弱引用表。这两个表包含着一些指针，他们引用着托管堆对象。

　　当创建一个WeakReference对象时，它会在两个弱引用表中选择一个（长短弱引用相应对应），并在其中寻找一个空白插槽。该插槽的值将被设为我们希望追踪对象的地址---也就是new WeakReference构造的那个对象的地址，弱引用表将不会认为是应用程序的根，否则垃圾收集器将不能收集它们中的指针引用的对象。

　　垃圾收集器运行时发生的一系列事情：

垃圾收集器构造一个可达对象的图（.net框架读书笔记---CLR内存管理\垃圾收集（一））；
垃圾收集器扫描短弱引用表，如果表中的对象不是前面可达对象图的一部分（对象已经不是根，在上面的例子中o已经被置为null了），那么表示该对象是一个不可达的对象，将短弱引用表中对应插槽的值将被设置为null（Target为null了）；
垃圾收集器扫描终止化链表（.net框架读书笔记---CLR内存管理\垃圾收集（二））。如果该链表中指针引用的对象不是可达对象图的一部分，那么该对象将是不可达对象，它将被从终止化链表转移到终止化可达队列上。这时对象由成为可达对象图的一部分了。
垃圾收集器扫描长弱引用表，如果表中的对象不是前面可达对象图的一部分（该图现在已经包括终止化可达队列中引用的对象了），那么表示该对象是一个不可达的对象，将长弱引用表中对应插槽的值将被设置为null（Target为null了）；
垃圾收集器压缩内存，填充不可达对象空出的位置。

　　继续分析代码

因为在此之前o已经被置为null了，所以它已经是一个不可达对象，如果执行垃圾收集器，o自然不在可达对象图中，那么垃圾收集器将会将短弱引用表中插槽对应的值设为null，这样Target将返回null，上面代码自然会执行if里面的代码。如果垃圾收集器还没有执行，虽然o已经为null，但是短弱引用插槽依然保存着对象的引用，那么Target将会返回对象的引用，使对象继续可达，可以使用，当然上面代码就会执行else里面的代码。

　　短弱引用并不追踪对象的复苏。只要垃圾收集器判断对象成为不可达的对象，它就会把短弱引用表中对应的指针设置为null。如果对象重写了Finalize方法，那么这时该方法还没有被调用，所以对象仍然存在。此时target仍然返回null，虽然这时对象已经进入终止化可达队列，对象仍然存在。

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