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Reference 不为人知的一面

王朝java/jsp·作者佚名  2006-01-08
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Java 不支持 pointer,只提供 reference,初学者常常因此颇为困惑,特别是修过数据结构的信息系学生,他们心中第一个想到的是:「没 pointer,这怎么成,那不就做不出 linked list 和 tree 的数据结构?」殊不知 reference 就是一种智能型的 pointer,它具有 pointer 的好处,而且不用像 pointer 一样要程序员自行 reference (*) 以及 dereference (&),更不会像 pointer 一样会误闯内存禁区造成 crash。

因为好处多多,所以 reference 已经是现代化程序语言的重要必备功能了。什么!你说 xx 高级语言没支持 reference,那你可以把它埋葬在二十世纪的历史灰烬中。Java 对于资料的处理方式是:只要是基本型态(包括 boolean, byte, short, int, long, float, double, char)一律使用 pass by value,其它型态一律 pass by reference。但是我发现这在未来有可能变动,因为 Java language 将 byvalue 订为 reserved word(非 keyword)。当 Java 将 byvalue 变成 keyword 之时,非基本型态的值就可以 pass by value 了,但我相信,此时 Java 也必须开始支持 copy constructor

作为配套措施,毕竟使用 deep copy 或 shallow copy(甚至 deep 和 shallow 兼而有之的 copy)还是要让 programmer 决定。

前面提到:只要是基本型态(包括 boolean、byte、short、int、long、float、double、char)一律使用 pass by value,其它型态一律 pass by reference。到底什么是pass by value?什么又是 pass by reference 呢?打个比方,pass by value 就是资料的「分身」传递过去,pass by reference 就是资料的「本尊」传递过去。(注:自从 发生那件新闻,有了「本尊」和「分身」的名词之后,我发现要向学生解释 refere

nce 的观念也就容易多了)。因为对象一律是 pass by reference,所以一个对象常常 同时被多个 variable 所指到。Java 提供自动内存管理的机制,也就是俗称的 garbage collection(垃圾收集)。当一个对象不再被任何 variable 所指到,就代表此对象从此不可能再被利用,Java 虚拟机器内一个负责收集垃圾的 thread 就会在适当的时机出来将此块内存回收。

记得在 Java 之父 James Gosling 应邀到台湾时(1997年12月),我曾经问他:Java的这种自动内存管理方式造成某些程序(例如 debugger)的困扰,Java 有没有打算支持 weak reference。 James Gosling回答:未来的版本将会支持 weak reference,果然在后来的 JDK 1.2 就提供此支持了。JDK 1.2 除了 weak reference(也就是 java.lang.ref.WeakReference)之外,还多了一个强化的 weak reference(也就是 java.lang.ref.SoftReference)以及一个弱化的 weak reference(也就是 java.lang.ref.PhantomReference),这个设计考虑得相当仔细。

这些 reference 依照「强度」排列如下:

Direct Reference > Soft Reference > Weak Reference > Phantom Reference其中,direct reference 就是一般的 reference。只要被任何 direct reference 所reference 到的对象就不会被 garbage collector 清除。其它的三种 reference(包括 soft reference,weak reference,phantom reference)则不然,他们不会影响 garbage collection。

如果你对这些特殊的 reference 感兴趣,不妨去看看 java.lang.ref 的 Javadoc,顺便写几个程序试试看。

 
 
 
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