WeakHashMap是如何清除不用的key的

WeakHashMap 是主要通过 expungeStaleEntries 这个函数的来实现移除其内部不用的条目从而达到的自动释放内存的目的的 . 基本上只要对 WeakHashMap 的内容进行访问就会调用这个函数，从而达到清除其内部不在为外部引用的条目。但是如果预先生成了 WeakHashMap ，而在 GC 以前又不曾访问该 WeakHashMap, 那不是就不能释放内存了吗？

对应的两个测试案例 :

WeakHashMapTest1 :

public class WeakHashMapTest1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
List<

WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

>

 maps = new ArrayList<

WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

>

();
for (int i

 = 0;

 i

 <

 1000;

 i

++) {
WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

 d = new WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

();
d.put

(new byte[1000][1000], new byte[1000][1000]);
maps.add

(d);
System.gc

();
System.err

.println

(i

);
}
}
}

  

由于 Java 默认内存是 64M ，所以再不改变内存参数的情况下，该测试跑不了几步循环就内存溢出了。果不其然， WeakHashMap 这个时候并没有自动帮我们释放不用的内存。

WeakHashMapTest2 :

public class WeakHashMapTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        List<

WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

>

 maps = new ArrayList<

WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

>

();
        for (int i

 = 0;

 i

 <

 1000;

 i

++) {
            WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

 d = new WeakHashMap<

byte[][], byte[][]>

();
            d.put

(new byte[1000][1000], new byte[1000][1000]);
            maps.add

(d);
            System.gc

();
            System.err

.println

(i

);
            for (int j = 0;

 j <

 i

; j++) {
                System.err

.println

(j + " size" + maps.get

(j).size

());
            }
        }
    }
} 

这次测试输出正常 , 不在出现内存溢出问题 .

总结来说： WeakHashMap 并不是你啥也干他就能自动释放内部不用的对象的，而是在你访问它的内容的时候释放内部不用的对象

问题讲清楚了 , 现在我们来梳理一下 . 了解清楚其中的奥秘 .

WeakHashMap 实现弱引用，是因为它的 Entry<K,V> 是继承自 WeakReference<K> 的

在 WeakHashMap$Entry<K,V> 的类定义及构造函数里面是这样写的 ：

private static class Entry<

K,V>

 
    extends WeakReference<

K>

 
    implements Map.Entry

<

K,V>

 Entry(K key, V value, ReferenceQueue<

K>

 queue,int hash, Entry<

K,V>

 next) { 
super(key, queue); 
this.value

 = value;

 
this.hash

 = hash;

 
this.next

 = next;

 
}

请注意它构造父类的语句： “super(key, queue);” ，传入的是 key ，因此 key 才是进行弱引用的， value 是直接强引用关联在 this.value 之中 . 在 System.gc() 时， key 中的 byte 数组进行了回收 , 而 value 依然保持 (value 被强关联到 entry 上 ,entry 又关联在 map 中 ,map 关联在 arrayList 中 .).

如何证明 key 中的 byte 被回收了呢 ? 可以通过内存溢出时导出的内存镜像进行分析 , 也可以通过如下的小测试得出结论 :

把上面的value用小对象代替，

for (int i

 = 0;

 i

 <

 10000;

 i

++) { 
    WeakHashMap<

byte[][], Object>

 d = new WeakHashMap<

byte[][], Object>

(); 
    d.put

(new byte[1000][1000], new Object()); 
    maps.add

(d); System.gc

(); 
    System.err

.println

(i

); 
} 

上面的代码，即使执行10000次也没有问题，证明key中的byte数组确实被回收了。

for 循环中每次都new一个新的WeakHashMap，在put操作后，虽然GC将WeakReference的key中的byte数组回收了，并将事件通 知到了ReferenceQueue，但后续却没有相应的动作去触发 WeakHashMap 去处理 ReferenceQueue

所以 WeakReference 包装的key依然存在在WeakHashMap中，其对应的value也当然存在。

  那 value 是何时被清除的呢 ?

对两个例子进行分析可知 , 例子二中的maps.get(j).size()触发了 value 的回收 , 那又如何触发的呢 . 查看 WeakHashMap 源码可知 ,size 方法调用了 expungeStaleEntries方法 , 该方法对 vm 要回收的的 entry(quene 中 ) 进行遍历 , 并将 entry 的 value 置空 , 回收了内存 .

所以效果是 key 在 GC 的时候被清除 ,value 在 key 清除后访问 WeakHashMap 被清除 .

疑问 :key 的 quene 与 map 的 quene 是同一个 quene,poll 操作会减少一个 reference, 那问题是 key 如果先被清除 , expungeStaleEntries遍历 quene 时那个被回收的 key 对应的 entry 还能取出来么 ???

关于执行 Sys tem.GC 时 ,key 中的 byte 数据如何被回收了 , 请见 WeakReference referenceQuene