面试题：Java中WeakHashMap垃圾回收关联原理基础

Question

请简述Java中WeakHashMap与垃圾回收关联的基本原理，WeakHashMap的键是如何与垃圾回收机制相互作用的？

Answer 1

WeakHashMap与垃圾回收关联的基本原理

1. WeakHashMap概述：
   • WeakHashMap是Java中的一种哈希表实现，它与普通HashMap的关键区别在于其键是弱引用。这意味着当键对象除了在WeakHashMap中作为键存在外，没有其他强引用指向它时，该键对象可能会被垃圾回收器回收。
2. 垃圾回收机制基础：
   • Java的垃圾回收器（GC）负责自动回收不再被程序使用的对象所占用的内存。GC主要通过跟踪对象的引用关系来判断对象是否可达。如果一个对象没有任何强引用指向它，那么它就成为垃圾回收的候选对象。
3. WeakHashMap与垃圾回收关联：
   • 在WeakHashMap中，键对象使用WeakReference来包装。WeakReference是一种弱引用类型，不会阻止对象被垃圾回收。当一个键对象在系统中没有其他强引用，并且垃圾回收器运行时，垃圾回收器会回收该键对象所占用的内存。同时，WeakHashMap会在适当的时候（通常是在后续操作如调用get、put等方法时）检测到键对象已被回收，并相应地从映射中移除对应的键值对。

WeakHashMap的键与垃圾回收机制的相互作用

1. 键的弱引用特性：
   • 当向WeakHashMap中放入一个键值对时，键会被封装成一个WeakReference对象。例如，如果有代码WeakHashMap<String, Integer> weakMap = new WeakHashMap<>(); weakMap.put("key", 1);，这里的"key"字符串对象会被包装成一个WeakReference。
   • 只要有其他强引用指向这个键对象，比如在其他地方定义了String str = "key";，那么这个键对象不会被垃圾回收。但如果str被置为null，且没有其他强引用指向"key"对象，那么"key"对象就有可能被垃圾回收。
2. 键被回收后的处理：
   • 当键对象被垃圾回收后，WeakHashMap并不会立即移除对应的键值对。而是在WeakHashMap执行某些操作（如get、put、remove、size等方法）时，会检测到键的WeakReference已经失效（即键对象已被回收），此时WeakHashMap会将对应的键值对从映射中移除。这确保了WeakHashMap中不会包含指向已被回收键对象的无效引用。