九、Android學習筆記_ Android開發中使用軟引用和弱引用防止記憶體溢出

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在《Effective Java 2nd Edition》中，第6條“消除到期的對象引用”提到，雖然Java有 記憶體回收機制，但是只要是自己管理的記憶體，就應該警惕記憶體泄露的問題，例如的對象池、緩衝中的到期對象都有可能引發記憶體泄露的問題。書中還提到可以用 WeakHashMap來作為緩衝的容器可以有效解決這一問題。之前也確實遇到過類似問題，但是沒有接觸過“弱引用”相關的問題，於是查閱了一些資料。    《Java 理論與實踐： 用弱引用堵住記憶體流失》一文也指出了使用全域的Map作為緩衝容器時發生的記憶體泄露問題，介紹了如何使用hprof工具來找出記憶體泄露，並分析了如何使用 弱引用來防止記憶體泄露，還分析了WeakHashMap的關鍵代碼，非常有參考價值。但是這篇文章遺漏了幾個很重要的需要注意的地方，也缺少一段實驗代 碼，本文將會做出適當補充。    1、四種引用    從JDK1.2版本開始，把對象的引用分為四種層級，從而使程式能更加靈活的控制對象的生命週期。這四種層級由高到低依次為：強引用、軟引用、弱引用和虛引用。    強引用：平時我們編程的時候例如：Object object=new Object（）；那object就是一個強引用了。如果一個對象具有強引用，那就類似於必不可少的生活用品，記憶體回收行程絕不會回收它。當記憶體空 間不足，Java虛擬機器寧願拋出OutOfMemoryError錯誤，使程式異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決記憶體不足問題。    軟引用（SoftReference）：如果一個對象只具有軟引用，那就類似於可有可物的生活用品。如果記憶體空間足夠，記憶體回收行程就不會回收它，如果記憶體 空間不足了，就會回收這些對象的記憶體。只要記憶體回收行程沒有回收它，該對象就可以被程式使用。軟引用可用來實現記憶體敏感的快取。 軟引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用，如果軟引用所引用的對象被記憶體回收，Java虛擬機器就會把這個軟引用加入到與之關聯 的引用隊列中。    弱引用（WeakReference）：如果一個對象只具有弱引用，那就類似於可有可物的生活用品。弱引用與軟引用的區別在於：只具有弱引用的對象擁有更 短暫的生命週期。在記憶體回收行程線程掃描它 所管轄的記憶體地區的過程中，一旦發現了只具有弱引用的對象，不管當前記憶體空間足夠與否，都會回收它的記憶體。不過，由於記憶體回收行程是一個優先順序很低的線程， 因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。  弱引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用，如果弱引用所引用的對象被記憶體回收，Java虛擬機器就會把這個弱引用加入到與之關聯 的引用隊列中。    虛引用（PhantomReference）：“虛引用”顧名思義，就是形同虛設，與其他幾種引用都不同，虛引用並不會決定對象的生命週期。如果一個對象 僅持有虛引用，那麼它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被記憶體回收。 虛引用主要用來跟蹤對象被記憶體回收的活動。虛引用與軟引用和弱引用的一個區別在於：虛引用必須和引用隊列 （ReferenceQueue）聯合使用。當記憶體回收行程準備回收一個對象時，如果發現它還有虛引用，就會在回收對象的記憶體之前，把這個虛引用加入到與之 關聯的引用隊列中。程式可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用，來瞭解被引用的對象是否將要被記憶體回收。程式如果發現某個虛引用已經被加入到引用隊 列，那麼就可以在所引用的對象的記憶體被回收之前採取必要的行動。

下面以使用軟引用為例來詳細說明。弱引用的使用方式與軟引用是類似的。假設我們的應用會用到大量的預設圖片，比如應用中有預設的頭像，預設遊戲表徵圖等等，這些圖片很多地方會用到。如果每次都去讀取圖片，由於讀取檔案需要硬體操作，速度較慢，會導致效能較低。所以我們考慮將圖片緩衝起來，需要的時候直接從記憶體中讀取。但是，由於圖片佔用記憶體空間比較大，緩衝很多圖片需要很多的記憶體，就可能比較容易發生OutOfMemory異常。這時，我們可以考慮使用軟引用技術來避免這個問題發生。首先定義一個HashMap，儲存軟引用對象。private Map<String, SoftReference<Bitmap>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>(); 再來定義一個方法，儲存Bitmap的軟引用到HashMap。    public void addBitmapToCache(String path) {        // 強引用的Bitmap對象        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);        // 軟引用的Bitmap對象        SoftReference<Bitmap> softBitmap = new SoftReference<Bitmap>(bitmap);        // 添加該對象到Map中使其緩衝        imageCache.put(path, softBitmap);    }      擷取的時候，可以通過SoftReference的get()方法得到Bitmap對象。    public Bitmap getBitmapByPath(String path) {        // 從緩衝中取軟引用的Bitmap對象        SoftReference<Bitmap> softBitmap = imageCache.get(path);        // 判斷是否存在軟引用        if (softBitmap == null) {            return null;        }        // 取出Bitmap對象，如果由於記憶體不足Bitmap被回收，將取得空        Bitmap bitmap = softBitmap.get();        return bitmap;    } 使用軟引用以後，在OutOfMemory異常發生之前，這些緩衝的圖片資源的記憶體空間可以被釋放掉的，從而避免記憶體達到上限，避免Crash發生。需要注意的是，在記憶體回收行程對這個Java對象回收前，SoftReference類所提供的get方法會返回Java對象的強引用，一旦垃圾線程回收該Java對象之後，get方法將返回null。所以在擷取軟引用對象的代碼中，一定要判斷是否為null，以免出現NullPointerException異常導致應用崩潰。 經驗分享：到底什麼時候使用軟引用，什麼時候使用弱引用呢？個人認為，如果只是想避免OutOfMemory異常的發生，則可以使用軟引用。如果對於應用的效能更在意，想儘快回收一些佔用記憶體比較大的對象，則可以使用弱引用。還有就是可以根據對象是否經常使用來判斷。如果該對象可能會經常使用的，就盡量用軟引用。如果該對象不被使用的可能性更大些，就可以用弱引用。另外，和弱引用功能類似的是WeakHashMap。WeakHashMap對於一個給定的鍵，其映射的存在並不阻止記憶體回收行程對該鍵的回收，回收以後，其條目從映射中有效地移除。WeakHashMap使用ReferenceQueue實現的這種機制。 

Map<String, SoftReference<Bitmap>> iconCache=new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();if (iconCache.containsKey(iconname)) {SoftReference<Bitmap> softref = iconCache.get(iconname);if (softref != null) {   Bitmap bitmap = softref.get();   if (bitmap != null) {       iv_book.setImageBitmap(bitmap);   } else {       loadimage(iv_book, book, iconname);   }}} else {    loadimage(iv_book, book, iconname);}iconCache.put(iconname,new SoftReference<Bitmap>(bitmap));