平時(shí)我們使用最多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)肯定是 HashMap,但是在使用的時(shí)候我們必須知道每個(gè)鍵值對的生命周期,并且手動清除它;但是如果我們不是很清楚它的生命周期,這時(shí)候就比較麻煩;通常有這樣幾種處理方式:
創(chuàng)新互聯(lián)是一家專注于網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站建設(shè)與策劃設(shè)計(jì),延邊朝鮮族網(wǎng)站建設(shè)哪家好?創(chuàng)新互聯(lián)做網(wǎng)站,專注于網(wǎng)站建設(shè)10年,網(wǎng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)建站公司;建站業(yè)務(wù)涵蓋:延邊朝鮮族等地區(qū)。延邊朝鮮族做網(wǎng)站價(jià)格咨詢:028-86922220
由一個(gè)線程定時(shí)處理,可以是Timer
或者ScheduledThreadPoolExecutor
;
利用重寫LinkedHashMap.removeEldestEntry()
,實(shí)現(xiàn) FIFOCache 或者 LRUCache;可以參考我之前寫的一篇文章?LinkedHashMap 相關(guān);
利用?WeakHashMap
?的特性,如果邏輯比較復(fù)雜還可以直接使用Reference
;這里可以參考?Reference 完全解讀?和?Reference 框架概覽;
所以本文將主要介紹WeakHashMap
的特性,以及補(bǔ)充一些關(guān)于 HashMap 實(shí)現(xiàn)的對比;相關(guān) HashMap 的介紹也可以參考?HashMap 相關(guān);
上面也介紹了,WeakHashMap
適用于不是非常重要的緩存類似的場景;例如:
WeakHashMap
// 打?。?br />100
100
100
46
{}
0
對于以上的結(jié)果你可能和我打印的不一樣,WeakHashMap
按照語義應(yīng)該是,當(dāng) key 沒有強(qiáng)引用指向的時(shí)候,會自動清除 key 和 value;我這里先解釋它的釋放過程,如果你覺得很清晰,那WeakHashMap
你就算是掌握了;
首先 for 循環(huán)結(jié)束的時(shí)候,key 已經(jīng)沒用強(qiáng)引用指向了,此時(shí)所有的 key 都是弱引用了;
接下來執(zhí)行1,因?yàn)槲疫@里只有一個(gè)方法,新生代還有足夠的空間,所以不會觸發(fā) GC,所以所有的 key 任然在堆里面,所以打印100;
然后手動觸發(fā) GC,雖然System.gc();
不一定會立即執(zhí)行,但是我這里只有一個(gè)方法,所以肯定會執(zhí)行 GC,這里可以打開 GC 日志查看,-verbose:gc
;因?yàn)?所有的 key 都是弱引用,所以referent
被致為 null,同時(shí)將 key 注冊到?ReferenceQueue
中;
在執(zhí)行 3-7 的時(shí)候,按語義 map 應(yīng)該為空;但是將 key 注冊到?ReferenceQueue
并非原子性一次完成的,所以這里會打印不同的值,每注冊完成一個(gè),在 map 進(jìn)行操作的時(shí)候,就會將其移除;
將上面的代碼改成多線程分析思路也是一樣的,如果你覺得有不清楚的地方可以查看下文;
public?class?WeakHashMap?extends?AbstractMap ?implements?Map
可以看到雖然WeakHashMap
也是基于哈希表,但是卻并非像LinkedHashMap
一樣是繼承于HashMap
,并且WeakHashMap
也沒有實(shí)現(xiàn)Cloneable, Serializable
兩個(gè)接口,這是因?yàn)?code>WeakHashMap基于WeakReference
實(shí)現(xiàn)的,弱引用并不建議實(shí)現(xiàn)序列化,同時(shí)弱引用一般用于不是很重要的緩存,也就沒必要實(shí)現(xiàn)Cloneable, Serializable
兩個(gè)接口了;
private?final?ReferenceQueue
上面代碼所列的ReferenceQueue,Entry,expungeStaleEntries()
就是WeakHashMap
實(shí)現(xiàn)的核心了;這里強(qiáng)烈建議要先看?Reference 完全解讀?和?Reference 框架概覽這兩篇文章,里面同樣的內(nèi)容我也不會再贅述了;
Entry
, 表明所有的節(jié)點(diǎn)都是WeakReference
,而 key 則是 referent;
queue,所有 key 使用同一個(gè)ReferenceQueue
監(jiān)聽器,每當(dāng) key 被回收的時(shí)候,entry 將會被注冊到ReferenceQueue
中;
expungeStaleEntries,將注冊到ReferenceQueue
中的 entry 移除,并將 value 置為 null;WeakHashMap
的所有操作都先執(zhí)行expungeStaleEntries
,這樣WeakHashMap
就實(shí)現(xiàn)了自動回收不在需要的 key 和 value;
其實(shí)上面的內(nèi)容就已經(jīng)將WeakHashMap
的主要實(shí)現(xiàn)講完了,但是我之前在看HashMap
源碼的時(shí)候,并沒有對比 JDK1.7 和 JDK1.8,但是在這里發(fā)現(xiàn)其實(shí)WeakHashMap
的實(shí)現(xiàn)和 JDK1.7 差不多,所以接下來我將簡單對比一下WeakHashMap
和HashMap
;
在WeakHashMap
和HashMap
中都要求容量是2的冪,因?yàn)楫?dāng)容量為2的冪時(shí),使用除留余數(shù)法計(jì)算哈希桶位置時(shí)可以使用hash % length = hash & (length-1)
的性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化;
//?WeakHashMapint?capacity?=?1;while?(capacity?>>?1; ??n?|=?n?>>>?2; ??n?|=?n?>>>?4; ??n?|=?n?>>>?8; ??n?|=?n?>>>?16;??return?(n?0)???1?:?(n?>=?MAXIMUM_CAPACITY)???MAXIMUM_CAPACITY?:?n?+?1; }
簡單測試可以得到:
initCap = 10 | 50 | 100 | |
---|---|---|---|
WeakHashMap | 30 | 32 | 26 |
HashMap | 3 | 3 | 3 |
代碼比較簡單我就不貼了,從上表也可以看到了tableSizeFor
不僅高效而且穩(wěn)定;
//?WeakHashMapfinal?int?hash(Object?k)?{??int?h?=?k.hashCode(); ??h?^=?(h?>>>?20)?^?(h?>>>?12);??return?h?^?(h?>>>?7)?^?(h?>>>?4); }//?HashMapstatic?final?int?hash(Object?key)?{????int?h;????return?(key?==?null)???0?:?(h?=?key.hashCode())?^?(h?>>>?16); }
兩種hash算法都是要避免極端的hashCode()
,但是HashMap
卻更為透徹,因?yàn)橛绊懝M拔恢玫闹挥?hash 的低位(容量2的n次方,n個(gè)低位),直接將高位與上低位,使高位 hash 參與位置計(jì)算,簡潔且高效;
此外還有put
方法,但是里面還牽涉紅黑樹,對于本文就扯得有點(diǎn)遠(yuǎn)了,所以暫不講;
WeakHashMap
是WeakReference
的典型應(yīng)用,在靈活應(yīng)用WeakHashMap
之后,如果有更為復(fù)雜的邏輯,可以直接使用Reference
實(shí)現(xiàn);
另外WeakHashMap
的自動回收機(jī)制是操作時(shí)檢查,所以WeakHashMap
里面即使有可回收對象,但是很久都沒有操作也是沒法及時(shí)清理,所以在使用的時(shí)候,需要經(jīng)常對它操作一下,才能及時(shí)回收垃圾。