WeakHashMap原理分析

WeakHashMap总体介绍

WeakHashMap继承自AbstractMap，实现了Map接口，拥有了Map的基础功能。但是与常用的Map（比如HashMap）不同的是，WeakHashMap底层的存储单元Entry采用WeakReference，在GC的时候，会回收K,V。所以WeakHashMap天然比较适合用作缓存，即使K,V丢失，也不会对业务造成影响。

private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> {
    V value;
    final int hash;
    Entry<K,V> next;

    /**
     * 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;
    }

    ...
}

如上代码可以看到Entry继承了WeakReference，在构造函数中super(key, queue)传入了key和ReferenceQueue。

在调用get(),put(),size()等方法的时候，会执行一个私有方法expungeStaleEntries，如下所示。

private void expungeStaleEntries() {
    //迭代弱引用队列中要被回收的对象
    for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) {
        synchronized (queue) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
                Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
            int i = indexFor(e.hash, table.length);
			//操作链表
            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
                    //敲黑板，这行代码很重要，如果不执行e.value = null，map的value会泄漏。
                    e.value = null; // Help GC
                    size--;
                    break;
                }
                prev = p;
                p = next;
            }
        }
    }
}

#图解WeakHashMap原理

图1

如图1所示，key1,key2,key3虚引用指向Entry1,Entry2,Entry3，每个entry又分别指向v1,v2,v3。GC之后，key2虚引用被垃圾回收。通过执行expungeStaleEntries方法，使得Entry2变成游离态，Entry2也和v2脱离了引用关系。所以Entry2,v2都变成了可被垃圾回收的状态。

图2

# java

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