■ Java 引用的相关知识
1. 强引用
Object o = new Object();
- 强引用是Java 默认实现 的引用，JVM会尽可能长时间的保留强引用的存在（直到内存溢出）
- 当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题：只有当没有任何对象指向它时JVM将会回收
2. 软引用
public class SoftReference<T> extends Reference<T> {...}
- 软引用只会在虚拟机 内存不足 的时候才会被回收
- 软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中
3. 弱引用
public class WeakReference<T> extends Reference<T> {...}
- 弱引用是指当对象没有任何的强引用存在，在 下次GC回收 的时候它将会被回收
- 在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存
- 需要注意的是：由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象
■ WeakHashMap 的认识：
- WeakHashMap 是存储键值对(key-value)的非同步且无序的散列表，键和值都允许为null，基本跟 HashMap一致
- 特殊之处在于 WeakHashMap 里的entry可能会被GC自动删除，即使没有主动调用 remove() 或者 clear() 方法
- 其键为弱键，除了自身有对key的引用外，此key没有其他引用那么此map会自动丢弃此值
- 在《Effective Java》一书中第六条，消除陈旧对象时，提到了weakHashMap，用于短时间内就过期的缓存
- 由于与JDK1.7版本的HashMap实现原理一致（具体请参见笔者的 HashMap一文通），这里只讨论不同
- 若有机会写JVM篇的垃圾回收机制时会再进一步描述 Reference
1. 类定义
public class WeakHashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>
2. 重要的全局变量
/**
* The default initial capacity -- MUST be a power of two.
* 默认容量，必须是2次幂
*/
private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified by either of the
* constructors with arguments. MUST be a power of two <= 1<<30.
* 最大容量，必须为2次幂且 <= 1<<30
*/
private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* The load factor used when none specified in constructor.
* 负载因子
*/
private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
* 容量必须为2次幂的数组
*/
Entry<K,V>[] table;
/**
* The number of key-value mappings contained in this weak hash map.
* 拥有键值对的数量
*/
private int size;
/**
* The next size value at which to resize (capacity * load factor).
* 阈值 -- 扩容判断依据
*/
private int threshold;
/**
* The load factor for the hash table.
*/
private final float loadFactor;
/**
* Reference queue for cleared WeakEntries
* 引用队列，用于存储已被GC清除的WeakEntries
*/
private final ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
3. 构造器
// 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"负载因子"的构造函数
WeakHashMap(int capacity, float loadFactor)
// 包含"子Map"的构造函数
WeakHashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)
- 实现跟JDK1.7版本HashMap的实现一致,具体请参见笔者的 HashMap - 基于哈希表和 Map 接口的键值对利器 （JDK 1.7）
4. Entry
/**
* The entries in this hash table extend WeakReference, using its main ref field as the key.
* 该Enty继承WeakReference，从而具备弱引用的特性
*/
private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> {
V value;
int hash;
Entry<K,V> next;//链表
/**
* 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;
}
....
}
■ WeakHashMap 的重要方法
- 常规 put(), get(), remove() 等不详细研究，来看下比较关键的 expungeStaleEntries()
/**
* Expunges stale entries from the table. -- 删除过时的entry
* 该方法是实现弱键回收的最关键方法，也是区分HashMap的根本方法
* 核心：移除table和queue的并集元素（queue中存储是已被GC的key，注意是key！！）
* 效果：key在GC的时候被清除，value在key清除后访问WeakHashMap被清除
*/
private void expungeStaleEntries() {
//从队列中出队遍历
//poll 移除并返问队列头部的元素；如果队列为空，则返回null
for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) {
synchronized (queue) {
//值得一提的是WeakHashMap是非线程安全的，这里却同步了一下
//大神原本的用意是保证在多线程时能不破坏数据结构，但JavaDoc已经强调这类非安全，如下文
//http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6425537
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
//找到该队列中的元素在数组中的位置，并移除该元素（table和queue都需要移除）
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 移除value
size--;
break;
}
prev = p;
p = next;
}
}
}
}