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第1部分 WeakHashMap介绍

WeakHashMap简介

    WeakHashMap 继承于AbstractMap，实现了Map接口。

    和一样，WeakHashMap 也是一个散列表，它存储的内容也是键值对(key-value)映射，而且键和值都可以是null。

   不过WeakHashMap的键是“弱键”。在 WeakHashMap 中，当某个键不再正常使用时，会被从WeakHashMap中被自动移除。更精确地说，对于一个给定的键，其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的丢弃，这就使该键成为可终止的，被终止，然后被回收。某个键被终止时，它对应的键值对也就从映射中有效地移除了。

    这个“弱键”的原理呢？大致上就是，通过WeakReference和ReferenceQueue实现的。 WeakHashMap的key是“弱键”，即是WeakReference类型的；ReferenceQueue是一个队列，它会保存被GC回收的“弱键”。实现步骤是：

    (01) 新建WeakHashMap，将“键值对”添加到WeakHashMap中。

           实际上，WeakHashMap是通过数组table保存Entry(键值对)；每一个Entry实际上是一个单向链表，即Entry是键值对链表。

   (02) 当某“弱键”不再被其它对象引用，并被GC回收时。在GC回收该“弱键”时，这个“弱键”也同时会被添加到ReferenceQueue(queue)队列中。

   (03) 当下一次我们需要操作WeakHashMap时，会先同步table和queue。table中保存了全部的键值对，而queue中保存被GC回收的键值对；同步它们，就是删除table中被GC回收的键值对。

   这就是“弱键”如何被自动从WeakHashMap中删除的步骤了。

和HashMap一样，WeakHashMap是不同步的。可以使用 Collections.synchronizedMap 方法来构造同步的 WeakHashMap。

WeakHashMap的构造函数

WeakHashMap共有4个构造函数,如下：

// 默认构造函数。WeakHashMap()// 指定“容量大小”的构造函数WeakHashMap(int capacity)// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数WeakHashMap(int capacity, float loadFactor)// 包含“子Map”的构造函数WeakHashMap(Map
      map)

 

WeakHashMap的API

void                   clear()Object                 clone()boolean                containsKey(Object key)boolean                containsValue(Object value)Set
     
      
       >       entrySet()V                      get(Object key)boolean                isEmpty()Set
       
                         keySet()V                      put(K key, V value)void                   putAll(Map
         map)V                      remove(Object key)int                    size()Collection
        
                   values()
        
       
      
     

 

第2部分 WeakHashMap数据结构

WeakHashMap的继承关系如下

java.lang.Object   ↳     java.util.AbstractMap
     
               ↳     java.util.WeakHashMap
      
       public class WeakHashMap
       
            extends AbstractMap
        
             implements Map
         
           {}
         
        
       
      
     

 

WeakHashMap与Map关系如下图：

从图中可以看出：

(01) WeakHashMap继承于AbstractMap，并且实现了Map接口。

(02) WeakHashMap是哈希表，但是它的键是"弱键"。WeakHashMap中保护几个重要的成员变量：table, size, threshold, loadFactor,modCount, queue。

　　table是一个Entry[]数组类型，而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的"key-value键值对"都是存储在Entry数组中的。 

　　size是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量。 

　　threshold是Hashtable的阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量。threshold的值="容量*加载因子"。

　　loadFactor就是加载因子。 

　　modCount是用来实现fail-fast机制的

　　queue保存的是“已被GC清除”的“弱引用的键”。

 

第3部分 WeakHashMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)

 下面对WeakHashMap的源码进行说明

1 package java.util;  2 import java.lang.ref.WeakReference;  3 import java.lang.ref.ReferenceQueue;  4   5 public class WeakHashMap
      
         6     extends AbstractMap
       
          7     implements Map
        
          {  8   9     // 默认的初始容量是16，必须是2的幂。 10     private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16; 11  12     // 最大容量（必须是2的幂且小于2的30次方，传入容量过大将被这个值替换） 13     private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; 14  15     // 默认加载因子 16     private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 17  18     // 存储数据的Entry数组，长度是2的幂。 19     // WeakHashMap是采用拉链法实现的，每一个Entry本质上是一个单向链表 20     private Entry[] table; 21  22     // WeakHashMap的大小，它是WeakHashMap保存的键值对的数量 23     private int size; 24  25     // WeakHashMap的阈值，用于判断是否需要调整WeakHashMap的容量（threshold = 容量*加载因子） 26     private int threshold; 27  28     // 加载因子实际大小 29     private final float loadFactor; 30  31     // queue保存的是“已被GC清除”的“弱引用的键”。 32     // 弱引用和ReferenceQueue 是联合使用的：如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中 33     private final ReferenceQueue
         
           queue = new ReferenceQueue
          
           (); 34  35     // WeakHashMap被改变的次数 36     private volatile int modCount; 37  38     // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 39     public WeakHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { 40         if (initialCapacity < 0) 41             throw new IllegalArgumentException("Illegal Initial Capacity: "+ 42                                                initialCapacity); 43         // WeakHashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY 44         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) 45             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; 46  47         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) 48             throw new IllegalArgumentException("Illegal Load factor: "+ 49                                                loadFactor); 50         // 找出“大于initialCapacity”的最小的2的幂 51         int capacity = 1; 52         while (capacity < initialCapacity) 53             capacity <<= 1; 54         // 创建Entry数组，用来保存数据 55         table = new Entry[capacity]; 56         // 设置“加载因子” 57         this.loadFactor = loadFactor; 58         // 设置“WeakHashMap阈值”，当WeakHashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将WeakHashMap的容量加倍。 59         threshold = (int)(capacity * loadFactor); 60     } 61  62     // 指定“容量大小”的构造函数 63     public WeakHashMap(int initialCapacity) { 64         this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); 65     } 66  67     // 默认构造函数。 68     public WeakHashMap() { 69         this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 70         threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); 71         table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY]; 72     } 73  74     // 包含“子Map”的构造函数 75     public WeakHashMap(Map
            m) { 76         this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, 16), 77              DEFAULT_LOAD_FACTOR); 78         // 将m中的全部元素逐个添加到WeakHashMap中 79         putAll(m); 80     } 81  82     // 键为null的mask值。 83     // 因为WeakReference中允许“null的key”，若直接插入“null的key”，将其当作弱引用时，会被删除。 84     // 因此，这里对于“key为null”的清空，都统一替换为“key为NULL_KEY”，“NULL_KEY”是“静态的final常量”。 85     private static final Object NULL_KEY = new Object(); 86  87     // 对“null的key”进行特殊处理 88     private static Object maskNull(Object key) { 89         return (key == null ? NULL_KEY : key); 90     } 91  92     // 还原对“null的key”的特殊处理 93     private static 
           
             K unmaskNull(Object key) { 94 return (K) (key == NULL_KEY ? null : key); 95 } 96 97 // 判断“x”和“y”是否相等 98 static boolean eq(Object x, Object y) { 99 return x == y || x.equals(y);100 }101 102 // 返回索引值103 // h & (length-1)保证返回值的小于length104 static int indexFor(int h, int length) {105 return h & (length-1);106 }107 108 // 清空table中无用键值对。原理如下：109 // (01) 当WeakHashMap中某个“弱引用的key”由于没有再被引用而被GC收回时，110 // 被回收的“该弱引用key”也被会被添加到"ReferenceQueue(queue)"中。111 // (02) 当我们执行expungeStaleEntries时，112 // 就遍历"ReferenceQueue(queue)"中的所有key113 // 然后就在“WeakReference的table”中删除与“ReferenceQueue(queue)中key”对应的键值对114 private void expungeStaleEntries() {115 Entry
            
              e;116 while ( (e = (Entry
             
              ) queue.poll()) != null) {117 int h = e.hash;118 int i = indexFor(h, table.length);119 120 Entry
              
                prev = table[i];121 Entry
               
                 p = prev;122 while (p != null) {123 Entry
                
                  next = p.next;124 if (p == e) {125 if (prev == e)126 table[i] = next;127 else128 prev.next = next;129 e.next = null; // Help GC130 e.value = null; // " "131 size--;132 break;133 }134 prev = p;135 p = next;136 }137 }138 }139 140 // 获取WeakHashMap的table(存放键值对的数组)141 private Entry[] getTable() {142 // 删除table中“已被GC回收的key对应的键值对”143 expungeStaleEntries();144 return table;145 }146 147 // 获取WeakHashMap的实际大小148 public int size() {149 if (size == 0)150 return 0;151 // 删除table中“已被GC回收的key对应的键值对”152 expungeStaleEntries();153 return size;154 }155 156 public boolean isEmpty() {157 return size() == 0;158 }159 160 // 获取key对应的value161 public V get(Object key) {162 Object k = maskNull(key);163 // 获取key的hash值。164 int h = HashMap.hash(k.hashCode());165 Entry[] tab = getTable();166 int index = indexFor(h, tab.length);167 Entry
                 
                   e = tab[index];168 // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素169 while (e != null) {170 if (e.hash == h && eq(k, e.get()))171 return e.value;172 e = e.next;173 }174 return null;175 }176 177 // WeakHashMap是否包含key178 public boolean containsKey(Object key) {179 return getEntry(key) != null;180 }181 182 // 返回“键为key”的键值对183 Entry
                  
                    getEntry(Object key) {184 Object k = maskNull(key);185 int h = HashMap.hash(k.hashCode());186 Entry[] tab = getTable();187 int index = indexFor(h, tab.length);188 Entry
                   
                     e = tab[index];189 while (e != null && !(e.hash == h && eq(k, e.get())))190 e = e.next;191 return e;192 }193 194 // 将“key-value”添加到WeakHashMap中195 public V put(K key, V value) {196 K k = (K) maskNull(key);197 int h = HashMap.hash(k.hashCode());198 Entry[] tab = getTable();199 int i = indexFor(h, tab.length);200 201 for (Entry
                    
                      e = tab[i]; e != null; e = e.next) {202 // 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！203 if (h == e.hash && eq(k, e.get())) {204 V oldValue = e.value;205 if (value != oldValue)206 e.value = value;207 return oldValue;208 }209 }210 211 // 若“该key”对应的键值对不存在于WeakHashMap中，则将“key-value”添加到table中212 modCount++;213 Entry
                     
                       e = tab[i];214 tab[i] = new Entry
                      
                       (k, value, queue, h, e);215 if (++size >= threshold)216 resize(tab.length * 2);217 return null;218 }219 220 // 重新调整WeakHashMap的大小，newCapacity是调整后的单位221 void resize(int newCapacity) {222 Entry[] oldTable = getTable();223 int oldCapacity = oldTable.length;224 if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {225 threshold = Integer.MAX_VALUE;226 return;227 }228 229 // 新建一个newTable，将“旧的table”的全部元素添加到“新的newTable”中，230 // 然后，将“新的newTable”赋值给“旧的table”。231 Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];232 transfer(oldTable, newTable);233 table = newTable;234 235 if (size >= threshold / 2) {236 threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);237 } else {238 // 删除table中“已被GC回收的key对应的键值对”239 expungeStaleEntries();240 transfer(newTable, oldTable);241 table = oldTable;242 }243 }244 245 // 将WeakHashMap中的全部元素都添加到newTable中246 private void transfer(Entry[] src, Entry[] dest) {247 for (int j = 0; j < src.length; ++j) {248 Entry
                       
                         e = src[j];249 src[j] = null;250 while (e != null) {251 Entry
                        
                          next = e.next;252 Object key = e.get();253 if (key == null) {254 e.next = null; // Help GC255 e.value = null; // " "256 size--;257 } else {258 int i = indexFor(e.hash, dest.length);259 e.next = dest[i];260 dest[i] = e;261 }262 e = next;263 }264 }265 }266 267 // 将"m"的全部元素都添加到WeakHashMap中268 public void putAll(Map
                          m) {269 int numKeysToBeAdded = m.size();270 if (numKeysToBeAdded == 0)271 return;272 273 // 计算容量是否足够，274 // 若“当前实际容量 < 需要的容量”，则将容量x2。275 if (numKeysToBeAdded > threshold) {276 int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);277 if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)278 targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;279 int newCapacity = table.length;280 while (newCapacity < targetCapacity)281 newCapacity <<= 1;282 if (newCapacity > table.length)283 resize(newCapacity);284 }285 286 // 将“m”中的元素逐个添加到WeakHashMap中。287 for (Map.Entry
                          e : m.entrySet())288 put(e.getKey(), e.getValue());289 }290 291 // 删除“键为key”元素292 public V remove(Object key) {293 Object k = maskNull(key);294 // 获取哈希值。295 int h = HashMap.hash(k.hashCode());296 Entry[] tab = getTable();297 int i = indexFor(h, tab.length);298 Entry
                         
                           prev = tab[i];299 Entry
                          
                            e = prev;300 301 // 删除链表中“键为key”的元素302 // 本质是“删除单向链表中的节点”303 while (e != null) {304 Entry
                           
                             next = e.next;305 if (h == e.hash && eq(k, e.get())) {306 modCount++;307 size--;308 if (prev == e)309 tab[i] = next;310 else311 prev.next = next;312 return e.value;313 }314 prev = e;315 e = next;316 }317 318 return null;319 }320 321 // 删除“键值对”322 Entry
                            
                              removeMapping(Object o) {323 if (!(o instanceof Map.Entry))324 return null;325 Entry[] tab = getTable();326 Map.Entry entry = (Map.Entry)o;327 Object k = maskNull(entry.getKey());328 int h = HashMap.hash(k.hashCode());329 int i = indexFor(h, tab.length);330 Entry
                             
                               prev = tab[i];331 Entry
                              
                                e = prev;332 333 // 删除链表中的“键值对e”334 // 本质是“删除单向链表中的节点”335 while (e != null) {336 Entry
                               
                                 next = e.next;337 if (h == e.hash && e.equals(entry)) {338 modCount++;339 size--;340 if (prev == e)341 tab[i] = next;342 else343 prev.next = next;344 return e;345 }346 prev = e;347 e = next;348 }349 350 return null;351 }352 353 // 清空WeakHashMap，将所有的元素设为null354 public void clear() {355 while (queue.poll() != null)356 ;357 358 modCount++;359 Entry[] tab = table;360 for (int i = 0; i < tab.length; ++i)361 tab[i] = null;362 size = 0;363 364 while (queue.poll() != null)365 ;366 }367 368 // 是否包含“值为value”的元素369 public boolean containsValue(Object value) {370 // 若“value为null”，则调用containsNullValue()查找371 if (value==null)372 return containsNullValue();373 374 // 若“value不为null”，则查找WeakHashMap中是否有值为value的节点。375 Entry[] tab = getTable();376 for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;)377 for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)378 if (value.equals(e.value))379 return true;380 return false;381 }382 383 // 是否包含null值384 private boolean containsNullValue() {385 Entry[] tab = getTable();386 for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;)387 for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)388 if (e.value==null)389 return true;390 return false;391 }392 393 // Entry是单向链表。394 // 它是 “WeakHashMap链式存储法”对应的链表。395 // 它实现了Map.Entry 接口，即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数396 private static class Entry
                                
                                  extends WeakReference
                                 
                                   implements Map.Entry
                                  
                                    {397 private V value;398 private final int hash;399 // 指向下一个节点400 private Entry
                                   
                                     next;401 402 // 构造函数。403 Entry(K key, V value,404 ReferenceQueue
                                    
                                      queue,405 int hash, Entry
                                     
                                       next) {406 super(key, queue);407 this.value = value;408 this.hash = hash;409 this.next = next;410 }411 412 public K getKey() {413 return WeakHashMap.
                                      
                                       unmaskNull(get());414 }415 416 public V getValue() {417 return value;418 }419 420 public V setValue(V newValue) {421 V oldValue = value;422 value = newValue;423 return oldValue;424 }425 426 // 判断两个Entry是否相等427 // 若两个Entry的“key”和“value”都相等，则返回true。428 // 否则，返回false429 public boolean equals(Object o) {430 if (!(o instanceof Map.Entry))431 return false;432 Map.Entry e = (Map.Entry)o;433 Object k1 = getKey();434 Object k2 = e.getKey();435 if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {436 Object v1 = getValue();437 Object v2 = e.getValue();438 if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))439 return true;440 }441 return false;442 }443 444 // 实现hashCode()445 public int hashCode() {446 Object k = getKey();447 Object v = getValue();448 return ((k==null ? 0 : k.hashCode()) ^449 (v==null ? 0 : v.hashCode()));450 }451 452 public String toString() {453 return getKey() + "=" + getValue();454 }455 }456 457 // HashIterator是WeakHashMap迭代器的抽象出来的父类，实现了公共了函数。458 // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”3个子类。459 private abstract class HashIterator
                                       
                                         implements Iterator
                                        
                                          {460 // 当前索引461 int index;462 // 当前元素463 Entry
                                         
                                           entry = null;464 // 上一次返回元素465 Entry
                                          
                                            lastReturned = null;466 // expectedModCount用于实现fast-fail机制。467 int expectedModCount = modCount;468 469 // 下一个键(强引用)470 Object nextKey = null;471 472 // 当前键(强引用)473 Object currentKey = null;474 475 // 构造函数476 HashIterator() {477 index = (size() != 0 ? table.length : 0);478 }479 480 // 是否存在下一个元素481 public boolean hasNext() {482 Entry[] t = table;483 484 // 一个Entry就是一个单向链表485 // 若该Entry的下一个节点不为空，就将next指向下一个节点;486 // 否则，将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。487 while (nextKey == null) {488 Entry
                                           
                                             e = entry;489 int i = index;490 while (e == null && i > 0)491 e = t[--i];492 entry = e;493 index = i;494 if (e == null) {495 currentKey = null;496 return false;497 }498 nextKey = e.get(); // hold on to key in strong ref499 if (nextKey == null)500 entry = entry.next;501 }502 return true;503 }504 505 // 获取下一个元素506 protected Entry
                                            
                                              nextEntry() {507 if (modCount != expectedModCount)508 throw new ConcurrentModificationException();509 if (nextKey == null && !hasNext())510 throw new NoSuchElementException();511 512 lastReturned = entry;513 entry = entry.next;514 currentKey = nextKey;515 nextKey = null;516 return lastReturned;517 }518 519 // 删除当前元素520 public void remove() {521 if (lastReturned == null)522 throw new IllegalStateException();523 if (modCount != expectedModCount)524 throw new ConcurrentModificationException();525 526 WeakHashMap.this.remove(currentKey);527 expectedModCount = modCount;528 lastReturned = null;529 currentKey = null;530 }531 532 }533 534 // value的迭代器535 private class ValueIterator extends HashIterator
                                             
                                               {536 public V next() {537 return nextEntry().value;538 }539 }540 541 // key的迭代器542 private class KeyIterator extends HashIterator
                                              
                                                {543 public K next() {544 return nextEntry().getKey();545 }546 }547 548 // Entry的迭代器549 private class EntryIterator extends HashIterator
                                               
                                                
                                                 > {550 public Map.Entry
                                                 
                                                   next() {551 return nextEntry();552 }553 }554 555 // WeakHashMap的Entry对应的集合556 private transient Set
                                                  
                                                   
                                                    > entrySet = null;557 558 // 返回“key的集合”，实际上返回一个“KeySet对象”559 public Set
                                                    
                                                      keySet() {560 Set
                                                     
                                                       ks = keySet;561 return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));562 }563 564 // Key对应的集合565 // KeySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的Key。566 private class KeySet extends AbstractSet
                                                      
                                                        {567 public Iterator
                                                       
                                                         iterator() {568 return new KeyIterator();569 }570 571 public int size() {572 return WeakHashMap.this.size();573 }574 575 public boolean contains(Object o) {576 return containsKey(o);577 }578 579 public boolean remove(Object o) {580 if (containsKey(o)) {581 WeakHashMap.this.remove(o);582 return true;583 }584 else585 return false;586 }587 588 public void clear() {589 WeakHashMap.this.clear();590 }591 }592 593 // 返回“value集合”，实际上返回的是一个Values对象594 public Collection
                                                        
                                                          values() {595 Collection
                                                         
                                                           vs = values;596 return (vs != null ? vs : (values = new Values()));597 }598 599 // “value集合”600 // Values继承于AbstractCollection，不同于“KeySet继承于AbstractSet”，601 // Values中的元素能够重复。因为不同的key可以指向相同的value。602 private class Values extends AbstractCollection
                                                          
                                                            {603 public Iterator
                                                           
                                                             iterator() {604 return new ValueIterator();605 }606 607 public int size() {608 return WeakHashMap.this.size();609 }610 611 public boolean contains(Object o) {612 return containsValue(o);613 }614 615 public void clear() {616 WeakHashMap.this.clear();617 }618 }619 620 // 返回“WeakHashMap的Entry集合”621 // 它实际是返回一个EntrySet对象622 public Set
                                                            
                                                             
                                                              > entrySet() {623 Set
                                                              
                                                               
                                                                > es = entrySet;624 return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());625 }626 627 // EntrySet对应的集合628 // EntrySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的EntrySet。629 private class EntrySet extends AbstractSet
                                                                
                                                                 
                                                                  > {630 public Iterator
                                                                  
                                                                   
                                                                    > iterator() {631 return new EntryIterator();632 }633 634 // 是否包含“值(o)”635 public boolean contains(Object o) {636 if (!(o instanceof Map.Entry))637 return false;638 Map.Entry e = (Map.Entry)o;639 Object k = e.getKey();640 Entry candidate = getEntry(e.getKey());641 return candidate != null && candidate.equals(e);642 }643 644 // 删除“值(o)”645 public boolean remove(Object o) {646 return removeMapping(o) != null;647 }648 649 // 返回WeakHashMap的大小650 public int size() {651 return WeakHashMap.this.size();652 }653 654 // 清空WeakHashMap655 public void clear() {656 WeakHashMap.this.clear();657 }658 659 // 拷贝函数。将WeakHashMap中的全部元素都拷贝到List中660 private List
                                                                    
                                                                     
                                                                      > deepCopy() {661 List
                                                                      
                                                                       
                                                                        > list = new ArrayList
                                                                        
                                                                         
                                                                          >(size());662 for (Map.Entry
                                                                          
                                                                            e : this)663 list.add(new AbstractMap.SimpleEntry
                                                                           
                                                                            (e));664 return list;665 }666 667 // 返回Entry对应的Object[]数组668 public Object[] toArray() {669 return deepCopy().toArray();670 }671 672 // 返回Entry对应的T[]数组(T[]我们新建数组时，定义的数组类型)673 public 
                                                                            
                                                                              T[] toArray(T[] a) {674 return deepCopy().toArray(a);675 }676 }677 }
                                                                            
                                                                           
                                                                          
                                                                         
                                                                        
                                                                       
                                                                      
                                                                     
                                                                    
                                                                   
                                                                  
                                                                 
                                                                
                                                               
                                                              
                                                             
                                                            
                                                           
                                                          
                                                         
                                                        
                                                       
                                                      
                                                     
                                                    
                                                   
                                                  
                                                 
                                                
                                               
                                              
                                             
                                            
                                           
                                          
                                         
                                        
                                       
                                      
                                     
                                    
                                   
                                  
                                 
                                
                               
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                        
                       
                      
                     
                    
                   
                  
                 
                
               
              
             
            
           
          
         
        
       
      

说明：WeakHashMap和HashMap都是通过"拉链法"实现的散列表。它们的源码绝大部分内容都一样，这里就只是对它们不同的部分就是说明。

    WeakReference是“弱键”实现的哈希表。它这个“弱键”的目的就是：实现对“键值对”的动态回收。当“弱键”不再被使用到时，GC会回收它，WeakReference也会将“弱键”对应的键值对删除。

    “弱键”是一个“弱引用(WeakReference)”，在Java中，WeakReference和ReferenceQueue 是联合使用的。在WeakHashMap中亦是如此：如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。 接着，WeakHashMap会根据“引用队列”，来删除“WeakHashMap中已被GC回收的‘弱键’对应的键值对”。

    另外，理解上面思想的重点是通过 expungeStaleEntries() 函数去理解。

 

第4部分 WeakHashMap遍历方式

4.1 遍历WeakHashMap的键值对

第一步：根据entrySet()获取WeakHashMap的“键值对”的Set集合。

第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是WeakHashMap对象// map中的key是String类型，value是Integer类型Integer integ = null;Iterator iter = map.entrySet().iterator();while(iter.hasNext()) {    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();    // 获取key    key = (String)entry.getKey();        // 获取value    integ = (Integer)entry.getValue();}

 

4.2 遍历WeakHashMap的键

第一步：根据keySet()获取WeakHashMap的“键”的Set集合。

第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是WeakHashMap对象// map中的key是String类型，value是Integer类型String key = null;Integer integ = null;Iterator iter = map.keySet().iterator();while (iter.hasNext()) {        // 获取key    key = (String)iter.next();        // 根据key，获取value    integ = (Integer)map.get(key);}

 

4.3 遍历WeakHashMap的值

第一步：根据value()获取WeakHashMap的“值”的集合。

第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是WeakHashMap对象// map中的key是String类型，value是Integer类型Integer value = null;Collection c = map.values();Iterator iter= c.iterator();while (iter.hasNext()) {    value = (Integer)iter.next();}

WeakHashMap遍历测试程序如下：

1 import java.util.Map;  2 import java.util.Random;  3 import java.util.Iterator;  4 import java.util.WeakHashMap;  5 import java.util.HashSet;  6 import java.util.Map.Entry;  7 import java.util.Collection;  8   9 /* 10  * @desc 遍历WeakHashMap的测试程序。 11  *   (01) 通过entrySet()去遍历key、value，参考实现函数： 12  *        iteratorHashMapByEntryset() 13  *   (02) 通过keySet()去遍历key、value，参考实现函数： 14  *        iteratorHashMapByKeyset() 15  *   (03) 通过values()去遍历value，参考实现函数： 16  *        iteratorHashMapJustValues() 17  * 18  * @author skywang 19  */ 20 public class WeakHashMapIteratorTest { 21  22     public static void main(String[] args) { 23         int val = 0; 24         String key = null; 25         Integer value = null; 26         Random r = new Random(); 27         WeakHashMap map = new WeakHashMap(); 28  29         for (int i=0; i<12; i++) { 30             // 随机获取一个[0,100)之间的数字 31             val = r.nextInt(100); 32              33             key = String.valueOf(val); 34             value = r.nextInt(5); 35             // 添加到WeakHashMap中 36             map.put(key, value); 37             System.out.println(" key:"+key+" value:"+value); 38         } 39         // 通过entrySet()遍历WeakHashMap的key-value 40         iteratorHashMapByEntryset(map) ; 41          42         // 通过keySet()遍历WeakHashMap的key-value 43         iteratorHashMapByKeyset(map) ; 44          45         // 单单遍历WeakHashMap的value 46         iteratorHashMapJustValues(map);         47     } 48      49     /* 50      * 通过entry set遍历WeakHashMap 51      * 效率高! 52      */ 53     private static void iteratorHashMapByEntryset(WeakHashMap map) { 54         if (map == null) 55             return ; 56  57         System.out.println("\niterator WeakHashMap By entryset"); 58         String key = null; 59         Integer integ = null; 60         Iterator iter = map.entrySet().iterator(); 61         while(iter.hasNext()) { 62             Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next(); 63              64             key = (String)entry.getKey(); 65             integ = (Integer)entry.getValue(); 66             System.out.println(key+" -- "+integ.intValue()); 67         } 68     } 69  70     /* 71      * 通过keyset来遍历WeakHashMap 72      * 效率低! 73      */ 74     private static void iteratorHashMapByKeyset(WeakHashMap map) { 75         if (map == null) 76             return ; 77  78         System.out.println("\niterator WeakHashMap By keyset"); 79         String key = null; 80         Integer integ = null; 81         Iterator iter = map.keySet().iterator(); 82         while (iter.hasNext()) { 83             key = (String)iter.next(); 84             integ = (Integer)map.get(key); 85             System.out.println(key+" -- "+integ.intValue()); 86         } 87     } 88      89  90     /* 91      * 遍历WeakHashMap的values 92      */ 93     private static void iteratorHashMapJustValues(WeakHashMap map) { 94         if (map == null) 95             return ; 96          97         Collection c = map.values(); 98         Iterator iter= c.iterator(); 99         while (iter.hasNext()) {100             System.out.println(iter.next());101        }102     }103 }

 

第5部分 WeakHashMap示例

下面通过实例来学习如何使用WeakHashMap

1 import java.util.Iterator; 2 import java.util.Map; 3 import java.util.WeakHashMap; 4 import java.util.Date; 5 import java.lang.ref.WeakReference; 6  7 /** 8  * @desc WeakHashMap测试程序 9  *10  * @author skywang11  * @email kuiwu-wang@163.com12  */13 public class WeakHashMapTest {14 15     public static void main(String[] args) throws Exception {16         testWeakHashMapAPIs();17     }18 19     private static void testWeakHashMapAPIs() {20         // 初始化3个“弱键”21         String w1 = new String("one");22         String w2 = new String("two");23         String w3 = new String("three");24         // 新建WeakHashMap25         Map wmap = new WeakHashMap();26 27         // 添加键值对28         wmap.put(w1, "w1");29         wmap.put(w2, "w2");30         wmap.put(w3, "w3");31 32         // 打印出wmap33         System.out.printf("\nwmap:%s\n",wmap );34 35         // containsKey(Object key) :是否包含键key36         System.out.printf("contains key two : %s\n",wmap.containsKey("two"));37         System.out.printf("contains key five : %s\n",wmap.containsKey("five"));38 39         // containsValue(Object value) :是否包含值value40         System.out.printf("contains value 0 : %s\n",wmap.containsValue(new Integer(0)));41 42         // remove(Object key) ： 删除键key对应的键值对43         wmap.remove("three");44 45         System.out.printf("wmap: %s\n",wmap );46 47 48 49         // ---- 测试 WeakHashMap 的自动回收特性 ----50     51         // 将w1设置null。52         // 这意味着“弱键”w1再没有被其它对象引用，调用gc时会回收WeakHashMap中与“w1”对应的键值对53         w1 = null;54         // 内存回收。这里，会回收WeakHashMap中与“w1”对应的键值对55         System.gc();56 57         // 遍历WeakHashMap58         Iterator iter = wmap.entrySet().iterator();59         while (iter.hasNext()) {60             Map.Entry en = (Map.Entry)iter.next();61             System.out.printf("next : %s - %s\n",en.getKey(),en.getValue());62         }63         // 打印WeakHashMap的实际大小64         System.out.printf(" after gc WeakHashMap size:%s\n", wmap.size());65     }66 }

运行结果： 

wmap:{three=w3, one=w1, two=w2}contains key two : truecontains key five : falsecontains value 0 : falsewmap: {one=w1, two=w2}next : two - w2 after gc WeakHashMap size:1