一、摘要

在集合系列的第一章，咱们了解到，Map 的实现类有 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、IdentityHashMap、WeakHashMap、Hashtable、Properties 等等。

本文主要从数据结构和算法层面，探讨 WeakHashMap 的实现。

二、简介

刚刚咱们也介绍了，在 Map 家族中，WeakHashMap 是一个很特殊的成员，它的特殊之处在于 WeakHashMap 里的元素可能会被 GC 自动删除，即使程序员没有显示调用 remove() 或者 clear() 方法。

换言之，当向 WeakHashMap 中添加元素的时候，再次遍历获取元素，可能发现它已经不见了，我们来看看下面这个例子。

public static void main(String[] args) {         Map weakHashMap = new WeakHashMap();                  //向weakHashMap中添加4个元素         for (int i = 0; i < 3; i++) {             weakHashMap.put("key-"+i, "value-"+ i);         }         //输出添加的元素         System.out.println("数组长度："+weakHashMap.size() + "，输出结果：" + weakHashMap);                  //主动触发一次GC         System.gc();                  //再输出添加的元素         System.out.println("数组长度："+weakHashMap.size() + "，输出结果：" + weakHashMap);     }

输出结果：

数组长度：3，输出结果：{key-2=value-2, key-1=value-1, key-0=value-0} 数组长度：3，输出结果：{}

当主动调用 GC 回收器的时候，再次查询 WeakHashMap 里面的数据的时候，内容为空。

更直观的说，当使用 WeakHashMap 时，即使没有显式的添加或删除任何元素，也可能发生如下情况：

• 调用两次 size() 方法返回不同的值；
• 两次调用 isEmpty() 方法，第一次返回 false，第二次返回 true；
• 两次调用 containsKey() 方法，第一次返回 true，第二次返回 false，尽管两次使用的是同一个key；
• 两次调用 get() 方法，第一次返回一个 value，第二次返回 null，尽管两次使用的是同一个对象。

要明白 WeekHashMap 的工作原理，还需要引入一个概念：弱引用。

我们都知道 Java 中内存是通过 GC 自动管理的，GC 会在程序运行过程中自动判断哪些对象是可以被回收的，并在合适的时机进行内存释放。

GC 判断某个对象是否可被回收的依据是，是否有有效的引用指向该对象。如果没有有效引用指向该对象（基本意味着不存在访问该对象的方式），那么该对象就是可回收的。

2.1、对象引用介绍

从 JDK1.2 版本开始，把对象的引用分为四种级别，从而使程序更加灵活的控制对象的生命周期。这四种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用和虚引用。

用表格整理之后，各个引用类型的区别如下：

2.1.1、强引用

强引用是使用最普遍的引用，例如，我们创建一个对象：

//强引用类型 Object object=new Object();

如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足， Java 虚拟机宁愿抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

如果不使用时，要手动通过如下方式来弱化引用，如下：

//将对象设置为null，帮助垃圾收集器回收此对象 object=null;

这个时候，GC 认为该对象不存在引用，就可以回收这个对象，具体什么时候收集这要取决于 GC 的算法。

2.1.2、软引用

被SoftReference指向的对象，属于软引用，如下：