面试题：Java TreeMap与WeakHashMap在复杂业务场景下的选择

Question

假设你正在开发一个电商系统，有一个模块用于存储商品的浏览记录，要求按照浏览时间顺序存储，并且当商品对象在系统其他地方不再被强引用时，浏览记录可以被自动清理以节省内存。在这种情况下，你会选择TreeMap还是WeakHashMap？请详细阐述你的选择理由以及如何实现相关功能。

Answer 1

选择WeakHashMap

1. 选择理由：
   • TreeMap：TreeMap是基于红黑树实现的有序映射，它能保证元素按照键的自然顺序或自定义顺序排序。然而，它不会自动清理不再被强引用的键值对。即使商品对象在系统其他地方不再被强引用，TreeMap中的对应记录仍然会占据内存，不符合题目中自动清理以节省内存的要求。
   • WeakHashMap：WeakHashMap的键是弱引用类型。当键（即商品对象）在系统的其他地方不再被强引用时，垃圾回收器可以回收该键所占用的内存，同时WeakHashMap中的对应键值对也会被自动移除，满足自动清理以节省内存的需求。虽然WeakHashMap本身不保证顺序，但我们可以通过额外的机制来实现按浏览时间顺序存储。
2. 实现相关功能：
   • 存储浏览记录：

     import java.util.ArrayList;
     import java.util.List;
     import java.util.Map;
     import java.util.WeakHashMap;
     
     class Product {
         private String id;
         // 其他商品属性
     
         public Product(String id) {
             this.id = id;
         }
     
         public String getId() {
             return id;
         }
     }
     
     public class ProductViewRecord {
         private Map<Product, Long> viewRecordMap = new WeakHashMap<>();
         private List<Product> viewOrderList = new ArrayList<>();
     
         public void recordView(Product product) {
             if (viewRecordMap.containsKey(product)) {
                 viewRecordMap.put(product, System.currentTimeMillis());
             } else {
                 viewRecordMap.put(product, System.currentTimeMillis());
                 viewOrderList.add(product);
             }
         }
     
         public List<Product> getViewOrder() {
             return viewOrderList;
         }
     }
     

   • 在上述代码中，WeakHashMap用于存储商品及其浏览时间戳。同时，使用一个ArrayList来记录商品的浏览顺序。每次记录商品浏览时，先判断WeakHashMap中是否已有该商品记录，若有则更新时间戳，若没有则添加到WeakHashMap并加入ArrayList。
   • 获取按浏览时间顺序的记录：
     • 通过getViewOrder方法返回ArrayList，该列表中的商品顺序即为浏览时间顺序。由于WeakHashMap会自动清理不再被强引用的商品键值对，当商品对象在其他地方不再被强引用时，对应的浏览记录会被自动清理，同时ArrayList中的引用也不会阻止商品对象被回收（因为WeakHashMap中的键是弱引用），从而达到节省内存的目的。