面试题：Java WeakHashMap在特定场景下如何优化内存使用

实现思路

合理设置初始容量和负载因子：WeakHashMap的构造函数允许设置初始容量和负载因子。对于对内存敏感且处理大量临时数据的场景，初始容量不宜过大，负载因子可以适当提高（如0.9），这样可以减少哈希表的扩容次数，降低内存开销。例如：

WeakHashMap<Integer, String> weakHashMap = new WeakHashMap<>(16, 0.9f);

及时清理不再使用的键值对：虽然WeakHashMap会在键不再被强引用时自动移除对应的键值对，但如果键被其他地方间接引用，可能不会及时被清理。可以定期调用System.gc()（虽然不能保证立即执行垃圾回收），或者手动遍历WeakHashMap，将不再需要的键值对主动移除。例如：

WeakHashMap<Integer, String> weakHashMap = new WeakHashMap<>();
// 假设这里添加了很多键值对
for (Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = weakHashMap.entrySet().iterator(); it.hasNext(); ) {
    Map.Entry<Integer, String> entry = it.next();
    Integer key = entry.getKey();
    // 判断键是否还需要，如果不需要
    if (!isKeyNeeded(key)) {
        it.remove();
    }
}

使用合适的数据类型作为键：确保键对象本身占用内存较小，避免使用大型复杂对象作为键，减少内存占用。例如使用Integer、String等基本数据类型或轻量级对象作为键。

可能遇到的问题

数据意外丢失：由于WeakHashMap依赖垃圾回收机制来移除不再被强引用的键值对，如果在某些情况下垃圾回收不及时，可能导致数据还未被移除就需要使用，但当垃圾回收执行时，数据可能突然丢失，影响业务逻辑。
遍历过程中的数据变化：在遍历WeakHashMap时，可能会因为垃圾回收导致在遍历过程中键值对被移除，从而引发ConcurrentModificationException异常。
内存泄漏风险：如果键对象被其他地方间接引用（如通过静态变量等），导致键始终不会被垃圾回收，那么WeakHashMap中的对应键值对也不会被移除，可能造成内存泄漏。

解决方案

针对数据意外丢失：在使用WeakHashMap存储数据时，要对数据丢失有一定的容错机制。例如在获取数据时，检查返回值是否为null，如果为null，可以有重新生成数据等补救措施。
针对遍历过程中的数据变化：使用Iterator的remove方法来安全地移除遍历过程中发现不再需要的键值对，而不是直接调用WeakHashMap的remove方法，这样可以避免ConcurrentModificationException。如上述代码示例中展示的方式。
针对内存泄漏风险：仔细检查键对象的引用情况，避免在其他地方对键对象有意外的间接强引用。在使用完键对象后，及时释放对其的引用，确保垃圾回收能够正常工作。如果无法避免间接引用，可以考虑使用WeakReference来包装可能导致内存泄漏的引用，从而让键对象能够被垃圾回收。例如：

class Outer {
    private static WeakReference<Inner> innerWeakRef;
    public static void main(String[] args) {
        Inner inner = new Inner();
        innerWeakRef = new WeakReference<>(inner);
        // 这里假设使用inner作为WeakHashMap的键
        WeakHashMap<Inner, String> weakHashMap = new WeakHashMap<>();
        weakHashMap.put(inner, "value");
        // 使用完inner后，释放对其的直接引用
        inner = null;
        // 此时如果没有其他强引用Inner对象，垃圾回收可以回收Inner对象
        // WeakHashMap中的对应键值对也会被移除
    }
}
class Inner {
    // Inner类的定义
}

面试题：Java WeakHashMap在特定场景下如何优化内存使用

知识考点

面试题答案

实现思路

可能遇到的问题

解决方案