Java中的HashMap弱引用之WeakHashMap詳解
Java 引用的相關知識
1. 強引用
Object o = new Object();
- 強引用是Java 默認實現(xiàn) 的引用,JVM會盡可能長時間的保留強引用的存在(直到內(nèi)存溢出)
- 當內(nèi)存空間不足,Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤,使程序異常終止,也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題:只有當沒有任何對象指向它時JVM將會回收
2. 軟引用
public class SoftReference<T> extends Reference<T> {...} - 軟引用只會在虛擬機 內(nèi)存不足 的時候才會被回收
- 軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯(lián)合使用,如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收,Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯(lián)的引用隊列中
3. 弱引用
public class WeakReference<T> extends Reference<T> {...} - 弱引用是指當對象沒有任何的強引用存在,在 下次GC回收 的時候它將會被回收
- 在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內(nèi)存區(qū)域的過程中,一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象,不管當前內(nèi)存空間足夠與否,都會回收它的內(nèi)存
- 需要注意的是:由于垃圾回收器是一個優(yōu)先級很低的線程,因此不一定會很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對象
WeakHashMap 的認識:
- WeakHashMap 是存儲鍵值對(key-value)的非同步且無序的散列表,鍵和值都允許為null,基本跟 HashMap一致
- 特殊之處在于 WeakHashMap 里的entry可能會被GC自動刪除,即使沒有主動調(diào)用 remove() 或者 clear() 方法
- 其鍵為弱鍵,除了自身有對key的引用外,此key沒有其他引用那么此map會自動丟棄此值
- 在《Effective Java》一書中第六條,消除陳舊對象時,提到了weakHashMap,用于短時間內(nèi)就過期的緩存
- 由于與JDK1.7版本的HashMap實現(xiàn)原理一致(具體請參見筆者的 HashMap一文通),這里只討論不同
- 若有機會寫JVM篇的垃圾回收機制時會再進一步描述 Reference
1. 類定義
public class WeakHashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>2. 重要的全局變量
/** * The default initial capacity -- MUST be a power of two. * 默認容量,必須是2次冪 */ 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,必須為2次冪且 <= 1<<30 */ private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; /** * The load factor used when none specified in constructor. * 負載因子 */ private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; /** * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two. * 容量必須為2次冪的數(shù)組 */ Entry<K,V>[] table; /** * The number of key-value mappings contained in this weak hash map. * 擁有鍵值對的數(shù)量 */ private int size; /** * The next size value at which to resize (capacity * load factor). * 閾值 -- 擴容判斷依據(jù) */ private int threshold; /** * The load factor for the hash table. */ private final float loadFactor; /** * Reference queue for cleared WeakEntries * 引用隊列,用于存儲已被GC清除的WeakEntries */ private final ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
3. 構(gòu)造器
// 默認構(gòu)造函數(shù) WeakHashMap() // 指定"容量大小"的構(gòu)造函數(shù) WeakHashMap(int capacity) // 指定"容量大小"和"負載因子"的構(gòu)造函數(shù) WeakHashMap(int capacity, float loadFactor) // 包含"子Map"的構(gòu)造函數(shù) WeakHashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)
實現(xiàn)跟JDK1.7版本HashMap的實現(xiàn)一致,具體請參見筆者的HashMap - 基于哈希表和 Map 接口的鍵值對利器 (JDK 1.7)
4. Entry
/**
* The entries in this hash table extend WeakReference, using its main ref field as the key.
* 該Enty繼承WeakReference,從而具備弱引用的特性
*/
private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> {
V value;
int hash;
Entry<K,V> next;//鏈表
/**
* 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
常規(guī) put(), get(), remove() 等不詳細研究,來看下比較關鍵的expungeStaleEntries()
/**
* Expunges stale entries from the table. -- 刪除過時的entry
* 該方法是實現(xiàn)弱鍵回收的最關鍵方法,也是區(qū)分HashMap的根本方法
* 核心:移除table和queue的并集元素(queue中存儲是已被GC的key,注意是key?。。?
* 效果:key在GC的時候被清除,value在key清除后訪問WeakHashMap被清除
*/
private void expungeStaleEntries() {
//從隊列中出隊遍歷
//poll 移除并返問隊列頭部的元素;如果隊列為空,則返回null
for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) {
synchronized (queue) {
//值得一提的是WeakHashMap是非線程安全的,這里卻同步了一下
//大神原本的用意是保證在多線程時能不破壞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),但JavaDoc已經(jīng)強調(diào)這類非安全,如下文
//http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6425537
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
//找到該隊列中的元素在數(shù)組中的位置,并移除該元素(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;
}
}
}
}到此這篇關于Java中的HashMap弱引用之WeakHashMap詳解的文章就介紹到這了,更多相關HashMap弱引用內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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