WeakHashMap介紹
WeakHashMap簡介html
WeakHashMap 繼承於AbstractMap，實現了Map接口。
和HashMap同樣，WeakHashMap 也是一個散列表，它存儲的內容也是鍵值對(key-value)映射，並且鍵和值均可以是null。
不過WeakHashMap的鍵是「弱鍵」。在 WeakHashMap 中，當某個鍵再也不正常使用時，會被從WeakHashMap中被自動移除。更精確地說，對於一個給定的鍵，其映射的存在並不阻止垃圾回收器對該鍵的丟棄，這就使該鍵成爲可終止的，被終止，而後被回收。某個鍵被終止時，它對應的鍵值對也就從映射中有效地移除了。
這個「弱鍵」的原理呢？大體上就是，經過WeakReference和ReferenceQueue實現的。 WeakHashMap的key是「弱鍵」，便是WeakReference類型的；ReferenceQueue是一個隊列，它會保存被GC回收的「弱鍵」。實現步驟是：
(01) 新建WeakHashMap，將「鍵值對」添加到WeakHashMap中。
實際上，WeakHashMap是經過數組table保存Entry(鍵值對)；每個Entry其實是一個單向鏈表，即Entry是鍵值對鏈表。
(02) 當某「弱鍵」再也不被其它對象引用，並被GC回收時。在GC回收該「弱鍵」時，這個「弱鍵」也同時會被添加到ReferenceQueue(queue)隊列中。
(03) 當下一次咱們須要操做WeakHashMap時，會先同步table和queue。table中保存了所有的鍵值對，而queue中保存被GC回收的鍵值對；同步它們，就是刪除table中被GC回收的鍵值對。
這就是「弱鍵」如何被自動從WeakHashMap中刪除的步驟了。java
和HashMap同樣，WeakHashMap是不一樣步的。能夠使用 Collections.synchronizedMap 方法來構造同步的 WeakHashMap。數組
WeakHashMap的構造函數數據結構
WeakHashMap共有4個構造函數,以下:app
1 // 默認構造函數。 2 WeakHashMap() 3 4 // 指定「容量大小」的構造函數 5 WeakHashMap(int capacity) 6 7 // 指定「容量大小」和「加載因子」的構造函數 8 WeakHashMap(int capacity, float loadFactor) 9 10 // 包含「子Map」的構造函數 11 WeakHashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)
WeakHashMap的APIdom
1 void clear() 2 Object clone() 3 boolean containsKey(Object key) 4 boolean containsValue(Object value) 5 Set<Entry<K, V>> entrySet() 6 V get(Object key) 7 boolean isEmpty() 8 Set<K> keySet() 9 V put(K key, V value) 10 void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) 11 V remove(Object key) 12 int size() 13 Collection<V> values()
WeakHashMap數據結構
WeakHashMap的繼承關係以下ide
1 java.lang.Object 2 ↳ java.util.AbstractMap<K, V> 3 ↳ java.util.WeakHashMap<K, V> 4 5 public class WeakHashMap<K,V> 6 extends AbstractMap<K,V> 7 implements Map<K,V> {}
(01) WeakHashMap繼承於AbstractMap，而且實現了Map接口。
(02) WeakHashMap是哈希表，可是它的鍵是"弱鍵"。WeakHashMap中保護幾個重要的成員變量：table, size, threshold, loadFactor, modCount, queue。
table是一個Entry[]數組類型，而Entry實際上就是一個單向鏈表。哈希表的"key-value鍵值對"都是存儲在Entry數組中的。
size是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的鍵值對的數量。
threshold是Hashtable的閾值，用於判斷是否須要調整Hashtable的容量。threshold的值="容量*加載因子"。
loadFactor就是加載因子。
modCount是用來實現fail-fast機制的
queue保存的是「已被GC清除」的「弱引用的鍵」。函數
WeakHashMap源碼解析(基於JDK1.6.0_45)
下面對WeakHashMap的源碼進行說明測試
1 package java.util; 2 import java.lang.ref.WeakReference; 3 import java.lang.ref.ReferenceQueue; 4 5 public class WeakHashMap<K,V> 6 extends AbstractMap<K,V> 7 implements Map<K,V> { 8 9 // 默認的初始容量是16，必須是2的冪。 10 private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16; 11 12 // 最大容量（必須是2的冪且小於2的30次方，傳入容量過大將被這個值替換） 13 private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; 14 15 // 默認加載因子 16 private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 17 18 // 存儲數據的Entry數組，長度是2的冪。 19 // WeakHashMap是採用拉鍊法實現的，每個Entry本質上是一個單向鏈表 20 private Entry[] table; 21 22 // WeakHashMap的大小，它是WeakHashMap保存的鍵值對的數量 23 private int size; 24 25 // WeakHashMap的閾值，用於判斷是否須要調整WeakHashMap的容量（threshold = 容量*加載因子） 26 private int threshold; 27 28 // 加載因子實際大小 29 private final float loadFactor; 30 31 // queue保存的是「已被GC清除」的「弱引用的鍵」。 32 // 弱引用和ReferenceQueue 是聯合使用的：若是弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中 33 private final ReferenceQueue<K> queue = new ReferenceQueue<K>(); 34 35 // WeakHashMap被改變的次數 36 private volatile int modCount; 37 38 // 指定「容量大小」和「加載因子」的構造函數 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「大於initialCapacity」的最小的2的冪 51 int capacity = 1; 52 while (capacity < initialCapacity) 53 capacity <<= 1; 54 // 建立Entry數組，用來保存數據 55 table = new Entry[capacity]; 56 // 設置「加載因子」 57 this.loadFactor = loadFactor; 58 // 設置「WeakHashMap閾值」，當WeakHashMap中存儲數據的數量達到threshold時，就須要將WeakHashMap的容量加倍。 59 threshold = (int)(capacity * loadFactor); 60 } 61 62 // 指定「容量大小」的構造函數 63 public WeakHashMap(int initialCapacity) { 64 this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); 65 } 66 67 // 默認構造函數。 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」的構造函數 75 public WeakHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { 76 this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, 16), 77 DEFAULT_LOAD_FACTOR); 78 // 將m中的所有元素逐個添加到WeakHashMap中 79 putAll(m); 80 } 81 82 // 鍵爲null的mask值。 83 // 由於WeakReference中容許「null的key」，若直接插入「null的key」，將其看成弱引用時，會被刪除。 84 // 所以，這裏對於「key爲null」的清空，都統一替換爲「key爲NULL_KEY」，「NULL_KEY」是「靜態的final常量」。 85 private static final Object NULL_KEY = new Object(); 86 87 // 對「null的key」進行特殊處理 88 private static Object maskNull(Object key) { 89 return (key == null ? NULL_KEY : key); 90 } 91 92 // 還原對「null的key」的特殊處理 93 private static <K> K unmaskNull(Object key) { 94 return (K) (key == NULL_KEY ? null : key); 95 } 96 97 // 判斷「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)保證返回值的小於length 104 static int indexFor(int h, int length) { 105 return h & (length-1); 106 } 107 108 // 清空table中無用鍵值對。原理以下： 109 // (01) 當WeakHashMap中某個「弱引用的key」因爲沒有再被引用而被GC收回時， 110 // 被回收的「該弱引用key」也被會被添加到"ReferenceQueue(queue)"中。 111 // (02) 當咱們執行expungeStaleEntries時， 112 // 就遍歷"ReferenceQueue(queue)"中的全部key 113 // 而後就在「WeakReference的table」中刪除與「ReferenceQueue(queue)中key」對應的鍵值對 114 private void expungeStaleEntries() { 115 Entry<K,V> e; 116 while ( (e = (Entry<K,V>) queue.poll()) != null) { 117 int h = e.hash; 118 int i = indexFor(h, table.length); 119 120 Entry<K,V> prev = table[i]; 121 Entry<K,V> p = prev; 122 while (p != null) { 123 Entry<K,V> next = p.next; 124 if (p == e) { 125 if (prev == e) 126 table[i] = next; 127 else 128 prev.next = next; 129 e.next = null; // Help GC 130 e.value = null; // " " 131 size--; 132 break; 133 } 134 prev = p; 135 p = next; 136 } 137 } 138 } 139 140 // 獲取WeakHashMap的table(存放鍵值對的數組) 141 private Entry[] getTable() { 142 // 刪除table中「已被GC回收的key對應的鍵值對」 143 expungeStaleEntries(); 144 return table; 145 } 146 147 // 獲取WeakHashMap的實際大小 148 public int size() { 149 if (size == 0) 150 return 0; 151 // 刪除table中「已被GC回收的key對應的鍵值對」 152 expungeStaleEntries(); 153 return size; 154 } 155 156 public boolean isEmpty() { 157 return size() == 0; 158 } 159 160 // 獲取key對應的value 161 public V get(Object key) { 162 Object k = maskNull(key); 163 // 獲取key的hash值。 164 int h = HashMap.hash(k.hashCode()); 165 Entry[] tab = getTable(); 166 int index = indexFor(h, tab.length); 167 Entry<K,V> e = tab[index]; 168 // 在「該hash值對應的鏈表」上查找「鍵值等於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key 178 public boolean containsKey(Object key) { 179 return getEntry(key) != null; 180 } 181 182 // 返回「鍵爲key」的鍵值對 183 Entry<K,V> 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<K,V> e = tab[index]; 189 while (e != null && !(e.hash == h && eq(k, e.get()))) 190 e = e.next; 191 return e; 192 } 193 194 // 將「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<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) { 202 // 若「該key」對應的鍵值對已經存在，則用新的value取代舊的value。而後退出！ 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「該key」對應的鍵值對不存在於WeakHashMap中，則將「key-value」添加到table中 212 modCount++; 213 Entry<K,V> e = tab[i]; 214 tab[i] = new Entry<K,V>(k, value, queue, h, e); 215 if (++size >= threshold) 216 resize(tab.length * 2); 217 return null; 218 } 219 220 // 從新調整WeakHashMap的大小，newCapacity是調整後的單位 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 // 新建一個newTable，將「舊的table」的所有元素添加到「新的newTable」中， 230 // 而後，將「新的newTable」賦值給「舊的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 // 刪除table中「已被GC回收的key對應的鍵值對」 239 expungeStaleEntries(); 240 transfer(newTable, oldTable); 241 table = oldTable; 242 } 243 } 244 245 // 將WeakHashMap中的所有元素都添加到newTable中 246 private void transfer(Entry[] src, Entry[] dest) { 247 for (int j = 0; j < src.length; ++j) { 248 Entry<K,V> e = src[j]; 249 src[j] = null; 250 while (e != null) { 251 Entry<K,V> next = e.next; 252 Object key = e.get(); 253 if (key == null) { 254 e.next = null; // Help GC 255 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 // 將"m"的所有元素都添加到WeakHashMap中 268 public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) { 269 int numKeysToBeAdded = m.size(); 270 if (numKeysToBeAdded == 0) 271 return; 272 273 // 計算容量是否足夠， 274 // 若「當前實際容量 < 須要的容量」，則將容量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 // 將「m」中的元素逐個添加到WeakHashMap中。 287 for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) 288 put(e.getKey(), e.getValue()); 289 } 290 291 // 刪除「鍵爲key」元素 292 public V remove(Object key) { 293 Object k = maskNull(key); 294 // 獲取哈希值。 295 int h = HashMap.hash(k.hashCode()); 296 Entry[] tab = getTable(); 297 int i = indexFor(h, tab.length); 298 Entry<K,V> prev = tab[i]; 299 Entry<K,V> e = prev; 300 301 // 刪除鏈表中「鍵爲key」的元素 302 // 本質是「刪除單向鏈表中的節點」 303 while (e != null) { 304 Entry<K,V> 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 else 311 prev.next = next; 312 return e.value; 313 } 314 prev = e; 315 e = next; 316 } 317 318 return null; 319 } 320 321 // 刪除「鍵值對」 322 Entry<K,V> 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<K,V> prev = tab[i]; 331 Entry<K,V> e = prev; 332 333 // 刪除鏈表中的「鍵值對e」 334 // 本質是「刪除單向鏈表中的節點」 335 while (e != null) { 336 Entry<K,V> next = e.next; 337 if (h == e.hash && e.equals(entry)) { 338 modCount++; 339 size--; 340 if (prev == e) 341 tab[i] = next; 342 else 343 prev.next = next; 344 return e; 345 } 346 prev = e; 347 e = next; 348 } 349 350 return null; 351 } 352 353 // 清空WeakHashMap，將全部的元素設爲null 354 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「值爲value」的元素 369 public boolean containsValue(Object value) { 370 // 若「value爲null」，則調用containsNullValue()查找 371 if (value==null) 372 return containsNullValue(); 373 374 // 若「value不爲null」，則查找WeakHashMap中是否有值爲value的節點。 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是單向鏈表。 394 // 它是 「WeakHashMap鏈式存儲法」對應的鏈表。 395 // 它實現了Map.Entry 接口，即實現getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()這些函數 396 private static class Entry<K,V> extends WeakReference<K> implements Map.Entry<K,V> { 397 private V value; 398 private final int hash; 399 // 指向下一個節點 400 private Entry<K,V> next; 401 402 // 構造函數。 403 Entry(K key, V value, 404 ReferenceQueue<K> queue, 405 int hash, Entry<K,V> 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.<K>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 // 判斷兩個Entry是否相等 427 // 若兩個Entry的「key」和「value」都相等，則返回true。 428 // 不然，返回false 429 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 // 實現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迭代器的抽象出來的父類，實現了公共了函數。 458 // 它包含「key迭代器(KeyIterator)」、「Value迭代器(ValueIterator)」和「Entry迭代器(EntryIterator)」3個子類。 459 private abstract class HashIterator<T> implements Iterator<T> { 460 // 當前索引 461 int index; 462 // 當前元素 463 Entry<K,V> entry = null; 464 // 上一次返回元素 465 Entry<K,V> lastReturned = null; 466 // expectedModCount用於實現fast-fail機制。 467 int expectedModCount = modCount; 468 469 // 下一個鍵(強引用) 470 Object nextKey = null; 471 472 // 當前鍵(強引用) 473 Object currentKey = null; 474 475 // 構造函數 476 HashIterator() { 477 index = (size() != 0 ? table.length : 0); 478 } 479 480 // 是否存在下一個元素 481 public boolean hasNext() { 482 Entry[] t = table; 483 484 // 一個Entry就是一個單向鏈表 485 // 若該Entry的下一個節點不爲空，就將next指向下一個節點; 486 // 不然，將next指向下一個鏈表(也是下一個Entry)的不爲null的節點。 487 while (nextKey == null) { 488 Entry<K,V> 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 ref 499 if (nextKey == null) 500 entry = entry.next; 501 } 502 return true; 503 } 504 505 // 獲取下一個元素 506 protected Entry<K,V> 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 // 刪除當前元素 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<V> { 536 public V next() { 537 return nextEntry().value; 538 } 539 } 540 541 // key的迭代器 542 private class KeyIterator extends HashIterator<K> { 543 public K next() { 544 return nextEntry().getKey(); 545 } 546 } 547 548 // Entry的迭代器 549 private class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> { 550 public Map.Entry<K,V> next() { 551 return nextEntry(); 552 } 553 } 554 555 // WeakHashMap的Entry對應的集合 556 private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null; 557 558 // 返回「key的集合」，實際上返回一個「KeySet對象」 559 public Set<K> keySet() { 560 Set<K> ks = keySet; 561 return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet())); 562 } 563 564 // Key對應的集合 565 // KeySet繼承於AbstractSet，說明該集合中沒有重複的Key。 566 private class KeySet extends AbstractSet<K> { 567 public Iterator<K> 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 else 585 return false; 586 } 587 588 public void clear() { 589 WeakHashMap.this.clear(); 590 } 591 } 592 593 // 返回「value集合」，實際上返回的是一個Values對象 594 public Collection<V> values() { 595 Collection<V> vs = values; 596 return (vs != null ? vs : (values = new Values())); 597 } 598 599 // 「value集合」 600 // Values繼承於AbstractCollection，不一樣於「KeySet繼承於AbstractSet」， 601 // Values中的元素可以重複。由於不一樣的key能夠指向相同的value。 602 private class Values extends AbstractCollection<V> { 603 public Iterator<V> 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 // 它實際是返回一個EntrySet對象 622 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { 623 Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet; 624 return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet()); 625 } 626 627 // EntrySet對應的集合 628 // EntrySet繼承於AbstractSet，說明該集合中沒有重複的EntrySet。 629 private class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> { 630 public Iterator<Map.Entry<K,V>> 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 // 刪除「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WeakHashMap 655 public void clear() { 656 WeakHashMap.this.clear(); 657 } 658 659 // 拷貝函數。將WeakHashMap中的所有元素都拷貝到List中 660 private List<Map.Entry<K,V>> deepCopy() { 661 List<Map.Entry<K,V>> list = new ArrayList<Map.Entry<K,V>>(size()); 662 for (Map.Entry<K,V> e : this) 663 list.add(new AbstractMap.SimpleEntry<K,V>(e)); 664 return list; 665 } 666 667 // 返回Entry對應的Object[]數組 668 public Object[] toArray() { 669 return deepCopy().toArray(); 670 } 671 672 // 返回Entry對應的T[]數組(T[]咱們新建數組時，定義的數組類型) 673 public <T> T[] toArray(T[] a) { 674 return deepCopy().toArray(a); 675 } 676 } 677 }
說明：WeakHashMap和HashMap都是經過"拉鍊法"實現的散列表。它們的源碼絕大部份內容都同樣，這裏就只是對它們不一樣的部分就是說明。ui
WeakReference是「弱鍵」實現的哈希表。它這個「弱鍵」的目的就是：實現對「鍵值對」的動態回收。當「弱鍵」再也不被使用到時，GC會回收它，WeakReference也會將「弱鍵」對應的鍵值對刪除。
「弱鍵」是一個「弱引用(WeakReference)」，在Java中，WeakReference和ReferenceQueue 是聯合使用的。在WeakHashMap中亦是如此：若是弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。 接着，WeakHashMap會根據「引用隊列」，來刪除「WeakHashMap中已被GC回收的‘弱鍵’對應的鍵值對」。
另外，理解上面思想的重點是經過 expungeStaleEntries() 函數去理解。
WeakHashMap遍歷方式
4.1 遍歷WeakHashMap的鍵值對
第一步：根據entrySet()獲取WeakHashMap的「鍵值對」的Set集合。
第二步：經過Iterator迭代器遍歷「第一步」獲得的集合。
1 // 假設map是WeakHashMap對象 2 // map中的key是String類型，value是Integer類型 3 Integer integ = null; 4 Iterator iter = map.entrySet().iterator(); 5 while(iter.hasNext()) { 6 Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next(); 7 // 獲取key 8 key = (String)entry.getKey(); 9 // 獲取value 10 integ = (Integer)entry.getValue(); 11 }
4.2 遍歷WeakHashMap的鍵
第一步：根據keySet()獲取WeakHashMap的「鍵」的Set集合。
第二步：經過Iterator迭代器遍歷「第一步」獲得的集合。
1 // 假設map是WeakHashMap對象 2 // map中的key是String類型，value是Integer類型 3 String key = null; 4 Integer integ = null; 5 Iterator iter = map.keySet().iterator(); 6 while (iter.hasNext()) { 7 // 獲取key 8 key = (String)iter.next(); 9 // 根據key，獲取value 10 integ = (Integer)map.get(key); 11 }
4.3 遍歷WeakHashMap的值
第一步：根據value()獲取WeakHashMap的「值」的集合。
第二步：經過Iterator迭代器遍歷「第一步」獲得的集合。
1 // 假設map是WeakHashMap對象 2 // map中的key是String類型，value是Integer類型 3 Integer value = null; 4 Collection c = map.values(); 5 Iterator iter= c.iterator(); 6 while (iter.hasNext()) { 7 value = (Integer)iter.next(); 8 }
WeakHashMap遍歷測試程序以下：
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 遍歷WeakHashMap的測試程序。 11 * (01) 經過entrySet()去遍歷key、value，參考實現函數： 12 * iteratorHashMapByEntryset() 13 * (02) 經過keySet()去遍歷key、value，參考實現函數： 14 * iteratorHashMapByKeyset() 15 * (03) 經過values()去遍歷value，參考實現函數： 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 // 隨機獲取一個[0,100)之間的數字 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 // 經過entrySet()遍歷WeakHashMap的key-value 40 iteratorHashMapByEntryset(map) ; 41 42 // 經過keySet()遍歷WeakHashMap的key-value 43 iteratorHashMapByKeyset(map) ; 44 45 // 單單遍歷WeakHashMap的value 46 iteratorHashMapJustValues(map); 47 } 48 49 /* 50 * 經過entry set遍歷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 * 經過keyset來遍歷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 * 遍歷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 }
WeakHashMap示例
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測試程序 9 * 10 * @author skywang 11 * @email kuiwu-wang@163.com 12 */ 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個「弱鍵」 21 String w1 = new String("one"); 22 String w2 = new String("two"); 23 String w3 = new String("three"); 24 // 新建WeakHashMap 25 Map wmap = new WeakHashMap(); 26 27 // 添加鍵值對 28 wmap.put(w1, "w1"); 29 wmap.put(w2, "w2"); 30 wmap.put(w3, "w3"); 31 32 // 打印出wmap 33 System.out.printf("\nwmap:%s\n",wmap ); 34 35 // containsKey(Object key) :是否包含鍵key 36 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value 40 System.out.printf("contains value 0 : %s\n",wmap.containsValue(new Integer(0))); 41 42 // remove(Object key) ： 刪除鍵key對應的鍵值對 43 wmap.remove("three"); 44 45 System.out.printf("wmap: %s\n",wmap ); 46 47 48 49 // ---- 測試 WeakHashMap 的自動回收特性 ---- 50 51 // 將w1設置null。 52 // 這意味着「弱鍵」w1再沒有被其它對象引用，調用gc時會回收WeakHashMap中與「w1」對應的鍵值對 53 w1 = null; 54 // 內存回收。這裏，會回收WeakHashMap中與「w1」對應的鍵值對 55 System.gc(); 56 57 // 遍歷WeakHashMap 58 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的實際大小 64 System.out.printf(" after gc WeakHashMap size:%s\n", wmap.size()); 65 } 66 }
運行結果：
1 wmap:{three=w3, one=w1, two=w2} 2 contains key two : true 3 contains key five : false 4 contains value 0 : false 5 wmap: {one=w1, two=w2} 6 next : two - w2 7 after gc WeakHashMap size:1
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