一文带你了解WeakHashMap-蒲公英云

一文带你了解WeakHashMap

1. WeakHashMap的适用场景

大部分的缓存都需要占用内存，考虑到内存的有限性，并不能缓存所有的对象，此时就需要用到另类的集合，例如WeakHashMap，可以保存一些对象的同时淘汰另一些对象，以此减少存储成本。

2. 什么是WeakHashMap

WeakHashMap，是在HashMap的基础上多了Weak。表示这是一个弱引用的HashMap。

来看下WeakHashMap的类定义：

public class WeakHashMap<K,V>
    extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V> {

那WeakHashMap和HashMap有什么区别呢？

3. WeakHashMap和HashMap的区别

在比较WeakHashMap和HashMap的区别之前，先来讲一下弱引用（WeakReference）

关于弱引用

Java有4种引用，强引用（Strong），弱引用（Weak），软引用（soft），虚引用（phantom）。

弱引用表示一个非必需的对象，强度低于软引用，需要通过WeakReference类来间接引用目标对象。被弱引用关联的对象只能存活到下一次垃圾回收发生之前，当触发垃圾回收时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象

注意：如果这个对象还被强引用所引用，那么就不会被回收

简单了解了弱引用之后，我们做一个
总结：
区别于HashMap的强键，WeakHashMap是弱键。
弱键的作用是随时可能被垃圾回收器回收。

4. WeakHashMap的实现原理

主要通过WeakReference和ReferenceQueue实现

来看下源码：

/** * The entries in this hash table extend WeakReference, using its main ref * field as the key. */
    private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> { 
        V value;
        final int hash;
        Entry<K,V> next;
        /** * Creates new entry. */
        Entry(Object key, V value,
              ReferenceQueue<Object> queue,
              int hash, Entry<K,V> next) { 
            super(key, queue);
            this.value = value;
            this.hash  = hash;
            this.next  = next;
        }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public K getKey() { 
            return (K) WeakHashMap.unmaskNull(get());
        }
        public V getValue() { 
            return value;
        }
        public V setValue(V newValue) { 
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

新建WeakHashMap，将Entry添加到WeakHashMap中，通过数组table保存Entry。
弱键在没有被强引用引用的前提下，下一次GC将回收该弱键并添加到ReferenceQueue(queue)队列中。

再一次操作WeakHashMap时，会先同步table和queue。table中保存了全部的entry，queue中保存被GC回收的entry；同步它们，就是删除table中被GC回收的键值对。

/* Expunges stale entries from the table. */

private void expungeStaleEntries() { 
    for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) { 
        synchronized (queue) { 
            @SuppressWarnings("unchecked")
                Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
            int i = indexFor(e.hash, table.length);
            Entry<K,V> prev = table[i];
            Entry<K,V> p = prev;
            while (p != null) { 
                Entry<K,V> next = p.next;
                if (p == e) { 
                    if (prev == e)
                        table[i] = next;
                    else
                        prev.next = next;
                    // Must not null out e.next;
                    // stale entries may be in use by a HashIterator
                    e.value = null; // Help GC
                    size--;
                    break;
                }
                prev = p;
                p = next;
            }
        }
    }
}