Слабая ссылка

В программировании слабая ссылка (англ. weak reference) — специфический вид ссылок на динамически создаваемые объекты в системах со сборкой мусора. Отличается от строгих ссылок тем, что сборщик мусора не учитывает связь ссылки и объекта в куче при выявлении объектов, подлежащих удалению. Таким образом слабая ссылка позволяет работать с объектом как и строгая ссылка, но при необходимости объект будет удален, даже при наличии слабой ссылки на него. Ссылки, не являющиеся слабыми, также иногда именуют «сильными».

Содержание понятия

Понятие слабой ссылки существует в системах и языках программирования, где поддерживается сборка мусора — автоматическое удаление из памяти объектов, использование которых прекратилось и более не будет возобновлено. Для определения объектов, подлежащих сборке мусора, используется тот или иной вариант алгоритма определения достижимости — достижимым считается объект, на который в программе существует хотя бы одна ссылка. Когда в программе не осталось ни одной ссылки на объект, то есть использование объекта прекратилось, такой объект может быть удалён в ближайший подходящий момент.

Описанный механизм освобождения памяти может в некоторых случаях порождать утечки памяти из-за «забытых» ссылок, когда ссылки на создаваемые объекты сохраняются в нескольких местах, и при прекращении использования объекта программист не удаляет их все. Во избежание проблем программист вынужден придерживаться достаточно жёсткой дисциплины в использовании ссылок, что не всегда удобно.

Чтобы избежать подобных проблем, язык или среда программирования могут поддерживать так называемые слабые ссылки. Такие ссылки используются так же, как и обычные, но не влияют на сборку мусора, поскольку не учитываются механизмом подсчёта ссылок, и объект, на который существуют такие ссылки, может быть удалён, если только на него не существует обычных ссылок (которые в этом контексте могут именоваться «сильными ссылками»).

Реализация и использование

В распространённых сейчас языках программирования со сборкой мусора — Java и C#, — слабые ссылки поддерживаются на уровне системных библиотек. В Java для этого служат классы java.lang.ref.WeakReference и java.lang.ref.SoftReference, в C# — класс System.WeakReference. Используются они принципиально одинаково: когда требуется сохранить слабую ссылку, создаётся объект-реферер (экземпляр класса WeakReference), которому передаётся сильная ссылка. Переданная сильная ссылка тут же освобождается, и в реферере хранится ссылка, существование которой не может помешать сборщику мусора удалить соответствующий объект. Когда требуется воспользоваться слабой ссылкой, у реферера вызывается метод get() (в C# — свойство Target), который возвращает сильную ссылку на объект, если он ещё существует, или null, если объект уже удалён сборщиком мусора. Поскольку get возвращает именно сильную ссылку, во время её использования объект удалён не будет, но после того, как использование этой ссылки прекратилось, он снова становится доступным для сборки мусора. Таким образом, при каждом использовании слабой ссылки программа должна обязательно проверить её на равенство NULL.

Режим использования слабых ссылок определяется задачей. Обычная практика — хранение в коллекциях слабых ссылок на объекты, которые нужны только до тех пор, пока приложение эти объекты использует. Когда объект более не требуется и сильные ссылки на него удаляются, слабые ссылки, сохранённые в коллекции, не препятствуют удалению объекта из памяти, благодаря чему можно обойтись без явного удаления их из коллекции.

Особенность класса SoftReference в Java — сборщик мусора при удалении объекта учитывает частоту обращений к нему через эту ссылку, что может быть полезно для реализации кэширования данных, располагающихся, например, на внешних устройствах — коллекция-кэш автоматически дольше удерживает те объекты, к которым чаще обращаются.

Чтобы слабые ссылки на уже не существующие объекты не засоряли память, системные библиотеки предоставляют механизмы для учёта таких ссылок. Вариантом такого механизма являются очереди ссылок — специальные объекты, которые передаются рефереру при создании. Когда сборщик мусора уничтожает объект, на который ссылается слабая ссылка, он помещает в ранее переданную очередь ссылок ссылку на соответствующий реферер. Таким образом, программе доступен список рефереров, содержащих «мёртвые» ссылки, и она может выполнить их удаление в любой подходящий момент.

Ссылки

• [www.ibm.com/developerworks/ru/library/j-jtp11225/ Теория и практика Java: Устранение утечек памяти посредством слабых ссылок. Статья на сайте IBM]
• [javaportal.ru/java/articles/javaresourcemanagement.html Java: управление ресурсами]
• [www.intuit.ru/department/se/compprog/11/9.html Основные конструкции языков Java и C#.]
• [www.quizful.net/post/java_reference_types Виды ссылок на объекты в Java]

Отрывок, характеризующий Слабая ссылка

Денисов всё молчал и не шевелился, изредка взглядывая своими блестящими, черными глазами на Ростова.
– Вам своя фанаберия дорога, извиниться не хочется, – продолжал штаб ротмистр, – а нам, старикам, как мы выросли, да и умереть, Бог даст, приведется в полку, так нам честь полка дорога, и Богданыч это знает. Ох, как дорога, батюшка! А это нехорошо, нехорошо! Там обижайтесь или нет, а я всегда правду матку скажу. Нехорошо!
И штаб ротмистр встал и отвернулся от Ростова.
– Пг'авда, чог'т возьми! – закричал, вскакивая, Денисов. – Ну, Г'остов! Ну!
Ростов, краснея и бледнея, смотрел то на одного, то на другого офицера.
– Нет, господа, нет… вы не думайте… я очень понимаю, вы напрасно обо мне думаете так… я… для меня… я за честь полка.да что? это на деле я покажу, и для меня честь знамени…ну, всё равно, правда, я виноват!.. – Слезы стояли у него в глазах. – Я виноват, кругом виноват!… Ну, что вам еще?…
– Вот это так, граф, – поворачиваясь, крикнул штаб ротмистр, ударяя его большою рукою по плечу.
– Я тебе говог'ю, – закричал Денисов, – он малый славный.
– Так то лучше, граф, – повторил штаб ротмистр, как будто за его признание начиная величать его титулом. – Подите и извинитесь, ваше сиятельство, да с.
– Господа, всё сделаю, никто от меня слова не услышит, – умоляющим голосом проговорил Ростов, – но извиняться не могу, ей Богу, не могу, как хотите! Как я буду извиняться, точно маленький, прощенья просить?
Денисов засмеялся.
– Вам же хуже. Богданыч злопамятен, поплатитесь за упрямство, – сказал Кирстен.
– Ей Богу, не упрямство! Я не могу вам описать, какое чувство, не могу…
– Ну, ваша воля, – сказал штаб ротмистр. – Что ж, мерзавец то этот куда делся? – спросил он у Денисова.
– Сказался больным, завтг'а велено пг'иказом исключить, – проговорил Денисов.
– Это болезнь, иначе нельзя объяснить, – сказал штаб ротмистр.
– Уж там болезнь не болезнь, а не попадайся он мне на глаза – убью! – кровожадно прокричал Денисов.
В комнату вошел Жерков.
– Ты как? – обратились вдруг офицеры к вошедшему.
– Поход, господа. Мак в плен сдался и с армией, совсем.
– Врешь!
– Сам видел.
– Как? Мака живого видел? с руками, с ногами?
– Поход! Поход! Дать ему бутылку за такую новость. Ты как же сюда попал?
– Опять в полк выслали, за чорта, за Мака. Австрийской генерал пожаловался. Я его поздравил с приездом Мака…Ты что, Ростов, точно из бани?
– Тут, брат, у нас, такая каша второй день.
Вошел полковой адъютант и подтвердил известие, привезенное Жерковым. На завтра велено было выступать.
– Поход, господа!
– Ну, и слава Богу, засиделись.


Кутузов отступил к Вене, уничтожая за собой мосты на реках Инне (в Браунау) и Трауне (в Линце). 23 го октября .русские войска переходили реку Энс. Русские обозы, артиллерия и колонны войск в середине дня тянулись через город Энс, по сю и по ту сторону моста.
День был теплый, осенний и дождливый. Пространная перспектива, раскрывавшаяся с возвышения, где стояли русские батареи, защищавшие мост, то вдруг затягивалась кисейным занавесом косого дождя, то вдруг расширялась, и при свете солнца далеко и ясно становились видны предметы, точно покрытые лаком. Виднелся городок под ногами с своими белыми домами и красными крышами, собором и мостом, по обеим сторонам которого, толпясь, лилися массы русских войск. Виднелись на повороте Дуная суда, и остров, и замок с парком, окруженный водами впадения Энса в Дунай, виднелся левый скалистый и покрытый сосновым лесом берег Дуная с таинственною далью зеленых вершин и голубеющими ущельями. Виднелись башни монастыря, выдававшегося из за соснового, казавшегося нетронутым, дикого леса; далеко впереди на горе, по ту сторону Энса, виднелись разъезды неприятеля.
Между орудиями, на высоте, стояли спереди начальник ариергарда генерал с свитским офицером, рассматривая в трубу местность. Несколько позади сидел на хоботе орудия Несвицкий, посланный от главнокомандующего к ариергарду.
Казак, сопутствовавший Несвицкому, подал сумочку и фляжку, и Несвицкий угощал офицеров пирожками и настоящим доппелькюмелем. Офицеры радостно окружали его, кто на коленах, кто сидя по турецки на мокрой траве.
– Да, не дурак был этот австрийский князь, что тут замок выстроил. Славное место. Что же вы не едите, господа? – говорил Несвицкий.
– Покорно благодарю, князь, – отвечал один из офицеров, с удовольствием разговаривая с таким важным штабным чиновником. – Прекрасное место. Мы мимо самого парка проходили, двух оленей видели, и дом какой чудесный!
– Посмотрите, князь, – сказал другой, которому очень хотелось взять еще пирожок, но совестно было, и который поэтому притворялся, что он оглядывает местность, – посмотрите ка, уж забрались туда наши пехотные. Вон там, на лужку, за деревней, трое тащут что то. .Они проберут этот дворец, – сказал он с видимым одобрением.