Java面试八股之WeakHashMap的工作原理

本文主要是介绍Java面试八股之WeakHashMap的工作原理，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

简述WeakHashMap的工作原理

弱键（Weak Keys）：

WeakHashMap 的键（keys）是通过 WeakReference 弱引用进行封装的。弱引用是一种特殊的引用类型，它不会阻止所引用的对象被垃圾收集器回收。这意味着，如果一个键对象除了作为 WeakHashMap 的键之外没有任何强引用指向它，那么在进行垃圾回收时，这个键对象可以被当作垃圾回收，即使它还在 WeakHashMap 中。

键值对存储：

WeakHashMap 内部采用类似于 HashMap 的数据结构来存储键值对，即一个哈希表（数组加链表/红黑树）结构。每个键值对（Entry）被封装在一个 Entry 对象中，其中键是通过 WeakReference 引用的，而值则是直接引用的。这样设计使得值的生命周期不受键的影响，即使键被垃圾回收，只要还有其他强引用持有值，值本身不会被回收。

引用队列（ReferenceQueue）：

当 WeakHashMap 创建键值对时，不仅为键创建了一个 WeakReference，还将其关联到一个 ReferenceQueue 上。当键对象因为没有其他强引用而被垃圾收集器回收时，其对应的 WeakReference 将被添加到这个引用队列中。

自动清理机制：

WeakHashMap 在进行诸如 get()、put() 等操作时，会检查引用队列中是否有被回收的键的 WeakReference。如果有，说明相应的键值对已经失去了键的引用，此时 WeakHashMap 会从内部哈希表中移除对应的 Entry，释放相关资源。这个过程通常称为“清理”或“整理”。

操作与同步：

与 HashMap 类似，WeakHashMap 的基本操作（如 put()、get()、remove()）遵循类似的时间复杂度，即平均情况下接近 O(1)，最坏情况下 O(n)。由于清理操作涉及到内部数据结构的修改，因此在多线程环境下，对 WeakHashMap 的操作通常需要适当的同步控制，尽管在 Java 8 及之后版本，JDK 提供了并发友好的 ConcurrentHashMap，但在某些特定场景下，开发者仍可能选择使用 WeakHashMap 并自行管理同步。

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