WeakHashMap的使用方法详解

时间：2021-08-19 09:49:02|栏目：JAVA代码|点击：次

WeakHashMap的使用方法详解

前言：

在学习WeakHashMap时了解到，如果map里面的key只有map本身引用时，就会将key对应的Entry清除掉。查看WeakHashMap的源码发现，Entry继承了WeakReference类，并且实例化Entry对象时，所有的key都会通过调用super(key,queue)方法保存成对实际对象的弱引用。实际上，弱引用在构造时也需要传入一个对象的强引用作为参数。例如：

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

HashMap和WeakHashMap的区别也在于此，HashMap的key是对实际对象的强引用。

弱引用（WeakReference）的特性是：当gc线程发现某个对象只有弱引用指向它，那么就会将其销毁并回收内存。WeakReference也会被加入到引用队列queue中。

理解了相关概念之后，对WeakHashMap的实际应用感到很好奇。然后发现tomcat的源码里，实现缓存时会用到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);
  }
}

源码中有eden和longterm的两个map，对jvm堆区有所了解的话，可以猜测出tomcat在这里是使用ConcurrentHashMap和WeakHashMap做了分代的缓存。在put方法里，在插入一个k-v时，先检查eden缓存的容量是不是超了。没有超就直接放入eden缓存，如果超了则锁定longterm将eden中所有的k-v都放入longterm。再将eden清空并插入k-v。在get方法中，也是优先从eden中找对应的v，如果没有则进入longterm缓存中查找，找到后就加入eden缓存并返回。

经过这样的设计，相对常用的对象都能在eden缓存中找到，不常用（有可能被销毁的对象）的则进入longterm缓存。而longterm的key的实际对象没有其他引用指向它时，gc就会自动回收heap中该弱引用指向的实际对象，弱引用进入引用队列。longterm调用expungeStaleEntries()方法，遍历引用队列中的弱引用，并清除对应的Entry，不会造成内存空间的浪费。

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