WeakHashMap的使用方法詳解

前言：

 在學(xué)習(xí)WeakHashMap時(shí)了解到，如果map里面的key只有map本身引用時(shí)，就會(huì)將key對應(yīng)的Entry清除掉。查看WeakHashMap的源碼發(fā)現(xiàn)，Entry繼承了WeakReference類，并且實(shí)例化Entry對象時(shí)，所有的key都會(huì)通過調(diào)用super(key,queue)方法保存成對實(shí)際對象的弱引用。實(shí)際上，弱引用在構(gòu)造時(shí)也需要傳入一個(gè)對象的強(qiáng)引用作為參數(shù)。例如：

Car car = new Car(22000,"silver");
WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);

  HashMap和WeakHashMap的區(qū)別也在于此，HashMap的key是對實(shí)際對象的強(qiáng)引用。

  弱引用（WeakReference）的特性是：當(dāng)gc線程發(fā)現(xiàn)某個(gè)對象只有弱引用指向它，那么就會(huì)將其銷毀并回收內(nèi)存。WeakReference也會(huì)被加入到引用隊(duì)列queue中。

  理解了相關(guān)概念之后，對WeakHashMap的實(shí)際應(yīng)用感到很好奇。然后發(fā)現(xiàn)tomcat的源碼里，實(shí)現(xiàn)緩存時(shí)會(huì)用到WeakHashMap。

package org.apache.tomcat.util.collections;

import java.util.Map;
import java.util.WeakHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public final class ConcurrentCache<K,V> {

  private final int size;

  private final Map<K,V> eden;

  private final Map<K,V> longterm;

  public ConcurrentCache(int size) {
    this.size = size;
    this.eden = new ConcurrentHashMap<>(size);
    this.longterm = new WeakHashMap<>(size);
  }

  public V get(K k) {
    V v = this.eden.get(k);
    if (v == null) {
      synchronized (longterm) {
        v = this.longterm.get(k);
      }
      if (v != null) {
        this.eden.put(k, v);
      }
    }
    return v;
  }

  public void put(K k, V v) {
    if (this.eden.size() >= size) {
      synchronized (longterm) {
        this.longterm.putAll(this.eden);
      }
      this.eden.clear();
    }
    this.eden.put(k, v);
  }
}

  源碼中有eden和longterm的兩個(gè)map，對jvm堆區(qū)有所了解的話，可以猜測出tomcat在這里是使用ConcurrentHashMap和WeakHashMap做了分代的緩存。在put方法里，在插入一個(gè)k-v時(shí)，先檢查eden緩存的容量是不是超了。沒有超就直接放入eden緩存，如果超了則鎖定longterm將eden中所有的k-v都放入longterm。再將eden清空并插入k-v。在get方法中，也是優(yōu)先從eden中找對應(yīng)的v，如果沒有則進(jìn)入longterm緩存中查找，找到后就加入eden緩存并返回。

  經(jīng)過這樣的設(shè)計(jì)，相對常用的對象都能在eden緩存中找到，不常用（有可能被銷毀的對象）的則進(jìn)入longterm緩存。而longterm的key的實(shí)際對象沒有其他引用指向它時(shí)，gc就會(huì)自動(dòng)回收heap中該弱引用指向的實(shí)際對象，弱引用進(jìn)入引用隊(duì)列。longterm調(diào)用expungeStaleEntries()方法，遍歷引用隊(duì)列中的弱引用，并清除對應(yīng)的Entry，不會(huì)造成內(nèi)存空間的浪費(fèi)。

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