Java 集合系列 13 WeakHashMap

WeakHashMap 继承于AbstractMap，实现了Map接口。
和HashMap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：

// 构造具有默认初始容量 (16) 和加载因子 (0.75) 的新的空 
WeakHashMap()

// 构造具有给定初始容量和默认加载因子 (0.75) 的新的空 WeakHashMap
WeakHashMap(int capacity)

// 用给定的初始容量和加载因子构造一个新的空 WeakHashMap
WeakHashMap(int capacity, float loadFactor)

// 包含“子Map”的构造函数
WeakHashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)

WeakHashMap的API

 void clear() 
          从此映射中移除所有映射关系。 
 boolean containsKey(Object key) 
          如果此映射对于指定的键包含映射关系，则返回 true。 
 boolean containsValue(Object value) 
          如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。 
 Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 
          返回此映射所包含的映射关系的 Set 视图。 
 V get(Object key) 
          返回指定键所映射的值，如果对于该键来说，此映射不包含任何映射关系，则返回 null。 
 boolean isEmpty() 
          如果此映射不包含键-值映射关系，则返回 true。 
 Set<K> keySet() 
          返回此映射所包含的键的 Set 视图。 
 V put(K key, V value) 
          关联此映射中的指定值与指定键。 
 void putAll(Map<? extends K,? extends V> m) 
          将指定映射的全部映射关系复制到此映射。 
 V remove(Object key) 
          从此弱哈希映射中移除键的映射关系（如果存在）。 
 int size() 
          返回该映射中的键-值映射关系的数目。 
 Collection<V> values() 
          返回此映射所包含的值的 Collection 视图。

第2部分 WeakHashMap数据结构

WeakHashMap的继承关系如下

java.lang.Object
   ?     java.util.AbstractMap<K, V>
         ?     java.util.WeakHashMap<K, V>

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

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JDK1.7.0_45)

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Java 集合系列 13 WeakHashMap

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