前言

上一篇文章对引用做了基本介绍和简单分析，本篇看一下引用源码。

引用

Reference是引用对象的抽象基类。此类定义了常用于所有引用对象的操作，且需要由子类来调用其构造方法。入参queue是ReferenceQueue引用队列实例，默认为 ReferenceQueue.NULL。

Reference(T referent) {
    this(referent, null);
}

Reference(T referent, ReferenceQueue<? super T> queue) {
    this.referent = referent;
    this.queue = (queue == null) ? ReferenceQueue.NULL : queue;
}

引用状态

Reference类把内存分为4种状态Active，Pending，Enqueued，Inactive。

Active，一般来说内存一开始被分配的状态都是 Active；

Pending 大概是指快要被放进队列的对象，也就是马上要回收的对象；

Enqueued 就是对象的内存已经被回收了，我们已经把这个对象放入到一个队列中，方便以后我们查询某个对象是否被回收；

Inactive就是最终的状态，不能再变为其它状态。

引用队列

引用队列作用就是存放待回收的引用对象，垃圾回收器扫描到将要进行回收时，其相应的引用包装类，即引用对象会被放入其注册的引用队列

成员变量

ReferenceQueue中内部成员变量如下：一个是NULL，一个是ENQUEUE

static ReferenceQueue<Object> NULL = new Null<>();
static ReferenceQueue<Object> ENQUEUED = new Null<>();
private static class Null<S> extends ReferenceQueue<S> {
    boolean enqueue(Reference<? extends S> r) {
        return false;
    }
}

NULL表示没有注册ReferenceQueue的状态，ENQUEUED表示对应的Reference已经入队了。之后的逻辑操作中会以此来区分。

lock

用空的object类实现同步。

static private class Lock { };
private Lock lock = new Lock();

队列

在Reference中next关键变量用于描述结点指向的下一个元素，ReferenceQueue中还有一个head变量来指明队列的首部，queueLength变量指明队列长度。

入队

使用头插法，将引用r存入r.queue队列中。

boolean enqueue(Reference<? extends T> r) { 
    synchronized (lock) {
        // 检测从获取这个锁之后，该Reference没有入队，并且没有被移除
        ReferenceQueue<?> queue = r.queue;
        if ((queue == NULL) || (queue == ENQUEUED)) {
            return false;
        }
        assert queue == this;
        // 将reference的queue标记为ENQUEUED
        r.queue = ENQUEUED;
        // 将r设置为链表的头结点
        r.next = (head == null) ? r : head;
        head = r;
        queueLength++;
        // 如果r的FinalReference类型，则将FinalRef+1
        if (r instanceof FinalReference) {
            sun.misc.VM.addFinalRefCount(1);
        }
        lock.notifyAll();
        return true;
    }
}

入队的方法使用了lock对象锁进行同步，将传入的r添加到队列中，并重置头结点为传入的节点。

出队

public Reference<? extends T> poll() {
    if (head == null)
        return null;
    synchronized (lock) {
        return reallyPoll();
    }
}

private Reference<? extends T> reallyPoll() {     
    Reference<? extends T> r = head;
    if (r != null) {
        head = (r.next == r) ?
            null : r.next;
        r.queue = NULL;
        r.next = r;
        queueLength--;
        if (r instanceof FinalReference) {
            sun.misc.VM.addFinalRefCount(-1);
        }
        return r;
    }
    return null;
}

poll方法把头节点弹出，设置新的头节点，并将引用r的下一个节点指向自身，这里实际是ReferenceStack。

移除

public Reference<? extends T> remove(long timeout)
    throws IllegalArgumentException, InterruptedException{
    if (timeout < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("Negative timeout value");
    }
    synchronized (lock) {
        Reference<? extends T> r = reallyPoll();
        if (r != null) return r;
        long start = (timeout == 0) ? 0 : System.nanoTime();
        // 死循环，直到取到数据或者超时
        for (;;) {
            lock.wait(timeout);
            r = reallyPoll();
            if (r != null) return r;
            if (timeout != 0) {
                // System.nanoTime方法返回的是纳秒，1毫秒=1纳秒*1000*1000
                long end = System.nanoTime();
                timeout -= (end - start) / 1000_000;
                if (timeout <= 0) return null;
                start = end;
            }
        }
    }
}


public Reference<? extends T> remove() throws InterruptedException {
	return remove(0);
}

remove(long timeout)方法移除并返回队列首节点，此方法将阻塞到获取到一个Reference对象或者超时才会返回。首先进行出队操作，如果出队不为空则完成移除，若队空则根据超时时间来判断设定起始时间（纳秒），之后循环进行，交出锁并等待，之后进行出队，判断使是否出队成功，根据超时时间判断是否超时，如果超时就返回null。除此之外还有一个默认超时为0的函数，超时设为0即没有超时限制，直到从队列中获取一个移除的Reference对象。

remove()移除并返回队列首节点，此方法将阻塞到获取到一个Reference对象才会返回。

总结

ReferenceQueue一般用来与SoftReference、WeakReference或者PhantomReference配合使用，将需要关注的引用对象注册到引用队列后，便可以通过监控该队列来判断关注的对象是否被回收，从而执行相应的方法。主要使用场景：使用引用队列进行数据监控，队列监控的反向操作等。

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