Reference 不為人知的一面

2019-11-18 13:26:06

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供稿：網友

　　java 不支持 pointer，只提供 reference，初學者經常因此頗為困惑，非凡是修過數據
　　結構的信息系學生，他們心中第一個想到的是：「沒 pointer，這怎么成，那不就做不
　　出 linked list 和 tree 的數據結構？」殊不知 reference 就是一種智能型的 point
　　er，它具有 pointer 的好處，而且不用像 pointer 一樣要程序員自行 reference (*)
　　以及 dereference (&)，更不會像 pointer 一樣會誤闖內存禁區造成 crash。因為好
　　處多多，所以 reference 已經是現代化程序語言的重要必備功能了。什么！你說 xx 高
　　級語言沒支持 reference，那你可以把它埋葬在二十世紀的歷史灰燼中。
　　Java 對于資料的處理方式是：只要是基本型態（包括 boolean, byte, short, int, l
　　ong, float, double, char）一律使用 pass by value，其它型態一律 pass by refer
　　ence。但是我發現這在未來有可能變動，因為 Java language 將 byvalue 訂為 reser
　　ved Word（非 keyword）。當 Java 將 byvalue 變成 keyword 之時，非基本型態的值
　　就可以 pass by value 了，但我相信，此時 Java 也必須開始支持 copy constrUCtor
　　作為配套措施，究竟使用 deep copy 或 shallow copy（甚至 deep 和 shallow 兼而
　　有之的 copy）還是要讓 PRogrammer 決定。
　　前面提到：只要是基本型態（包括 boolean、byte、short、int、long、float、doubl
　　e、char）一律使用 pass by value，其它型態一律 pass by reference。到底什么是
　　pass by value？什么又是 pass by reference 呢？打個比方，pass by value 就是資
　　料的「分身」傳遞過去，pass by reference 就是資料的「本尊」傳遞過去。（注：自
　　從發生那件新聞，有了「本尊」和「分身」的名詞之后，我發現要向學生解釋 refere
　　nce 的觀念也就輕易多了）。因為對象一律是 pass by reference，所以一個對象經常
　　同時被多個 variable 所指到。
　　Java 提供自動內存治理的機制，也就是俗稱的 garbage collection（垃圾收集）。當
　　一個對象不再被任何 variable 所指到，就代表此對象從此不可能再被利用，Java 虛擬
　　機器內一個負責收集垃圾的 thread 就會在適當的時機出來將此塊內存回收。
　　記得在 Java 之父 James Gosling 應邀到臺灣時（1997年12月），我曾經問他：Java
　　的這種自動內存治理方式造成某些程序（例如 debugger）的困擾，Java 有沒有打算支
　　持 weak reference。 James Gosling回答：未來的版本將會支持 weak reference，果
　　然在后來的 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，還多了一個強化的 weak reference（也就是 java.l
　　ang.ref.SoftReference）以及一個弱化的 weak reference（也就是 java.lang.ref.P
　　hantomReference），這個設計考慮得相當仔細。
　　這些 reference 依照「強度」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 到的對象就不會被 garbage collector 清除。其它的三種 reference（包括
　　soft reference，weak reference，phantom reference）則不然，他們不會影響 gar
　　bage collection。
　　假如你對這些非凡的 reference 感愛好，不妨去看看 java.lang.ref 的 Javadoc，順
　　便寫幾個程序試試看。

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