Java中的HashMap弱引用之WeakHashMap詳解
Java 引用的相關(guān)知識(shí)
1. 強(qiáng)引用
Object o = new Object();
- 強(qiáng)引用是Java 默認(rèn)實(shí)現(xiàn) 的引用,JVM會(huì)盡可能長時(shí)間的保留強(qiáng)引用的存在(直到內(nèi)存溢出)
- 當(dāng)內(nèi)存空間不足,Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯(cuò)誤,使程序異常終止,也不會(huì)靠隨意回收具有強(qiáng)引用的對(duì)象來解決內(nèi)存不足的問題:只有當(dāng)沒有任何對(duì)象指向它時(shí)JVM將會(huì)回收
2. 軟引用
public class SoftReference<T> extends Reference<T> {...}
- 軟引用只會(huì)在虛擬機(jī) 內(nèi)存不足 的時(shí)候才會(huì)被回收
- 軟引用可以和一個(gè)引用隊(duì)列(ReferenceQueue)聯(lián)合使用,如果軟引用所引用的對(duì)象被垃圾回收器回收,Java虛擬機(jī)就會(huì)把這個(gè)軟引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中
3. 弱引用
public class WeakReference<T> extends Reference<T> {...}
- 弱引用是指當(dāng)對(duì)象沒有任何的強(qiáng)引用存在,在 下次GC回收 的時(shí)候它將會(huì)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(duì)象,不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否,都會(huì)回收它的內(nèi)存
- 需要注意的是:由于垃圾回收器是一個(gè)優(yōu)先級(jí)很低的線程,因此不一定會(huì)很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對(duì)象
WeakHashMap 的認(rèn)識(shí):
- WeakHashMap 是存儲(chǔ)鍵值對(duì)(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(huì)被GC自動(dòng)刪除,即使沒有主動(dòng)調(diào)用 remove() 或者 clear() 方法
- 其鍵為弱鍵,除了自身有對(duì)key的引用外,此key沒有其他引用那么此map會(huì)自動(dòng)丟棄此值
- 在《Effective Java》一書中第六條,消除陳舊對(duì)象時(shí),提到了weakHashMap,用于短時(shí)間內(nèi)就過期的緩存
- 由于與JDK1.7版本的HashMap實(shí)現(xiàn)原理一致(具體請(qǐng)參見筆者的 HashMap一文通),這里只討論不同
- 若有機(jī)會(huì)寫JVM篇的垃圾回收機(jī)制時(shí)會(huì)再進(jìn)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(rèn)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(fù)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(duì)的數(shù)量 */ private int size; /** * The next size value at which to resize (capacity * load factor). * 閾值 -- 擴(kuò)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(duì)列,用于存儲(chǔ)已被GC清除的WeakEntries */ private final ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
3. 構(gòu)造器
// 默認(rèn)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(fù)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(shí)現(xiàn)跟JDK1.7版本HashMap的實(shí)現(xiàn)一致,具體請(qǐng)參見筆者的HashMap - 基于哈希表和 Map 接口的鍵值對(duì)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(xì)研究,來看下比較關(guān)鍵的expungeStaleEntries()
/** * Expunges stale entries from the table. -- 刪除過時(shí)的entry * 該方法是實(shí)現(xiàn)弱鍵回收的最關(guān)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(chǔ)是已被GC的key,注意是key?。。? * 效果:key在GC的時(shí)候被清除,value在key清除后訪問WeakHashMap被清除 */ private void expungeStaleEntries() { //從隊(duì)列中出隊(duì)遍歷 //poll 移除并返問隊(duì)列頭部的元素;如果隊(duì)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(shí)能不破壞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),但JavaDoc已經(jīng)強(qiáng)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(duì)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(guān)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(guān)HashMap弱引用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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