java数据结构之WeakHashMap

一、JAVA中的四种引用类型

　　1、强引用（StrongReference）：强引用是最为普遍的一种引用，如果对象被强引用，那么垃圾回收器无论如何都不会回收它，当内存不足时会抛出OutOfMemoryError异常。

　　2、软引用（SoftReference）：如果一个对象只被软引用，当内存空间足够时，垃圾回收器就不会回收它。当内存空间不足时，该对象就会被回收。

　　3、弱引用（WeakReference）：如果一个对象只被弱引用，触发GC时，不管内存是否足够，垃圾回收器都会将其回收。

　　4、虚引用（PhantomReference）：如果一个对象只有虚引用在引用它，垃圾回收器是可以在任意时候对其进行回收的，虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

二、WeakHashMap源码分析

　　由于WeakHashMap的源码和HashMap差不多，所以只说一些特别的地方。

　　1、WeakHashMap对于键值对的引用类型为弱引用，WeakHashMap定义了一个ReferenceQueue来储存已经被回收了的键值对，当我们需要获取某个键值对的时候会先利用ReferenceQueue将WeakHashMap中已经被回收的键值对清除掉。

        /**
     * 用来存储已经被GC的entry
     */
    private final ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>(); 

        /**
     * 从表中删除陈旧的条目，通过和ReferenceQueue中进行对比，来进行删除
     */
    private void expungeStaleEntries() {
        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);
    
                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
                        size--;
                        break;
                    }
                    prev = p;
                    p = next;
                }
            }
        }
    }

...

private Entry<K,V>[] getTable() {
        expungeStaleEntries();
        return table;
    }
    
    public int size() {
        if (size == 0)
            return 0;
        expungeStaleEntries();
        return size;
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return size() == 0;
    }
    
    public V get(Object key) {
        Object k = maskNull(key);
        int h = hash(k);
        Entry<K,V>[] tab = getTable();
        int index = indexFor(h, tab.length);
        Entry<K,V> e = tab[index];
        while (e != null) {
            if (e.hash == h && eq(k, e.get()))
                return e.value;
            e = e.next;
        }
        return null;
    }

　　

　　2、WeakHashMap的Entry类继承了WeakReference类，其构造函数中有一个参数queue用来传入父类构造函数中，ReferenceQueue用来保存被GC的Entry。

Entry(Object key, V value, ReferenceQueue<Object> queue, int hash, Entry<K,V> next)

　　3、WeakHashMap的初始化默认参数和HashMap相同，但是其hash方法以及resize方法不同。扩容的时候容量也是将容量变为原来的两倍

    final int hash(Object k) {
        int h = k.hashCode();
    
        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
    
    /**
     * 确定entry的下标位置
     */
    private static int indexFor(int h, int length) {
        return h & (length-1);
    }