--- title: Java WeakHashMap详解(附源码分析) shortTitle: 详解WeakHashMap category: - Java核心 tag: - 集合框架(容器) description: Java程序员进阶之路,小白的零基础Java教程,Java WeakHashMap详解(附源码分析) head: - - meta - name: keywords content: Java,Java SE,Java 基础,Java 教程,Java 程序员进阶之路,Java 入门,Java WeakHashMap --- 在Java中,我们一般都会使用到Map,比如[HashMap](https://tobebetterjavaer.com/collection/hashmap.html)这样的具体实现。更高级一点,我们可能会使用WeakHashMap。 WeakHashMap其实和HashMap大多数行为是一样的,只是WeakHashMap不会阻止GC回收key对象(不是value),那么WeakHashMap是怎么做到的呢,这就是我们研究的主要问题。 在开始WeakHashMap之前,我们先要对弱引用有一定的了解。 在Java中,有四种引用类型 * 强引用(Strong Reference),我们正常编码时默认的引用类型,强应用之所以为强,是因为如果一个对象到GC Roots强引用可到达,就可以阻止GC回收该对象 * 软引用(Soft Reference)阻止GC回收的能力相对弱一些,如果是软引用可以到达,那么这个对象会停留在内存更时间上长一些。当内存不足时垃圾回收器才会回收这些软引用可到达的对象 * 弱引用(WeakReference)无法阻止GC回收,如果一个对象时弱引用可到达,那么在下一个GC回收执行时,该对象就会被回收掉。 * 虚引用(Phantom Reference)十分脆弱,它的唯一作用就是当其指向的对象被回收之后,自己被加入到引用队列,用作记录该引用指向的对象已被销毁 这其中还有一个概念叫做引用队列(Reference Queue) * 一般情况下,一个对象标记为垃圾(并不代表回收了)后,会加入到引用队列。 * 对于虚引用来说,它指向的对象会只有被回收后才会加入引用队列,所以可以用作记录该引用指向的对象是否回收。 ## WeakHashMap如何不阻止对象回收呢 ```java private static final class Entry extends WeakReference implements Map.Entry { int hash; boolean isNull; V value; Entry next; interface Type { R get(Map.Entry entry); } Entry(K key, V object, ReferenceQueue queue) { super(key, queue); isNull = key == null; hash = isNull ? 0 : key.hashCode(); value = object; } ``` 如源码所示, * WeakHashMap的Entry继承了WeakReference。 * 其中Key作为了WeakReference指向的对象 * 因此WeakHashMap利用了WeakReference的机制来实现不阻止GC回收Key ## 如何删除被回收的key数据呢 在Javadoc中关于WeakHashMap有这样的描述,当key不再引用时,其对应的key/value也会被移除。 那么是如何移除的呢,这里我们通常有两种假设策略 * 当对象被回收的时候,进行通知 * WeakHashMap轮询处理时效的Entry 而WeakHashMap采用的是轮询的形式,在其put/get/size等方法调用的时候都会预先调用一个poll的方法,来检查并删除失效的Entry ```java void poll() { Entry toRemove; while ((toRemove = (Entry) referenceQueue.poll()) != null) { removeEntry(toRemove); Log.d(LOGTAG, "removeEntry=" + toRemove.value); } } ``` 为什么没有使用看似更好的通知呢,我想是因为在Java中没有一个可靠的通知回调,比如大家常说的finalize方法,其实也不是标准的,不同的JVM可以实现不同,甚至是不调用这个方法。 当然除了单纯的看源码,进行合理的验证是检验分析正确的一个重要方法。 这里首先,我们定义一个MyObject类,处理一下finalize方法(在我的测试机上可以正常调用,仅仅做为辅助验证手段) ```java class MyObject(val id: String) : Any() { protected fun finalize() { Log.i("MainActivity", "Object($id) finalize method is called") } } ``` 然后是调用者的代码,如下 ```java private val weakHashMap = WeakHashMap() var count : Int = 0 override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.activity_main) setSupportActionBar(toolbar) dumpWeakInfo() fab.setOnClickListener { view -> //System.gc()// this seldom works use Android studio force gc stop weakHashMap.put(MyObject(count.toString()), count) count ++ dumpWeakInfo() Snackbar.make(view, "Replace with your own action", Snackbar.LENGTH_LONG) .setAction("Action", null).show() } } fun dumpWeakInfo() { Log.i("MainActivity", "dumpWeakInfo weakInfo.size=${weakHashMap.size}") } ``` 我们按照如下操作 * 点击fab控件,每次对WeakhashMap对象增加一个Entry,并打印WeakHashMap的size 执行3此 * 在没有强制触发GC时,WeakHashMap对象size一直会增加 * 手动出发Force GC,我们会看到MyObject有finalize方法被调用 * 再次点击fab空间,然后输出的WeakHashMap size急剧减少。 * 同样我们收到在WeakHashMap增加的日志也会输出 ```java I/MainActivity(10202): dumpWeakInfo weakInfo.size=1 I/MainActivity(10202): dumpWeakInfo weakInfo.size=2 I/MainActivity(10202): dumpWeakInfo weakInfo.size=3 I/MainActivity(10202): Object(2) finalize method is called I/MainActivity(10202): Object(1) finalize method is called I/MainActivity(10202): Object(0) finalize method is called I/WeakHashMap(10202): removeEntry=2 I/WeakHashMap(10202): removeEntry=0 I/WeakHashMap(10202): removeEntry=1 I/MainActivity(10202): dumpWeakInfo weakInfo.size=1 ``` 注意:System.gc()并不一定可以工作,建议使用Android Studio的Force GC 完整的测试代码可以访问这里 [https://github.com/androidyue/WeakHashMapSample](https://github.com/androidyue/WeakHashMapSample) ---- 最近整理了一份牛逼的学习资料,包括但不限于Java基础部分(JVM、Java集合框架、多线程),还囊括了 **数据库、计算机网络、算法与数据结构、设计模式、框架类Spring、Netty、微服务(Dubbo,消息队列) 网关** 等等等等……详情戳:[可以说是2022年全网最全的学习和找工作的PDF资源了](https://tobebetterjavaer.com/pdf/programmer-111.html) 关注二哥的原创公众号 **沉默王二**,回复**111** 即可免费领取。 ![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/xingbiaogongzhonghao.png)