面试题：Java WeakHashMap内存回收机制在高并发场景下的表现与问题

Question

在高并发场景下，Java WeakHashMap的内存回收机制可能会出现哪些问题？如何对这些潜在问题进行优化或规避？

Answer 1

可能出现的问题

1. 过早回收导致数据丢失：在高并发环境中，当一个对象仅被WeakHashMap中的键所弱引用时，如果该对象在业务逻辑仍需要使用时被垃圾回收器回收，会导致WeakHashMap中对应的数据丢失，进而影响业务逻辑。例如，在一个缓存场景中，若缓存对象被过早回收，可能造成频繁地重新计算或获取数据，增加系统开销。
2. 迭代时的一致性问题：在高并发情况下，当对WeakHashMap进行迭代操作时，可能会出现ConcurrentModificationException。因为垃圾回收可能在迭代过程中改变WeakHashMap的结构，例如移除一个被回收的键值对，而迭代器可能没有及时感知到这种变化。

优化或规避方法

1. 增加强引用：为避免过早回收导致数据丢失，可以在业务需要使用对象的期间，通过额外的强引用持有该对象。例如，在缓存场景中，当从WeakHashMap获取到对象后，可以使用一个临时的强引用变量保存对象，确保在使用完该对象之前不会被回收。代码示例如下：

WeakHashMap<Key, Value> weakHashMap = new WeakHashMap<>();
Key key = new Key();
Value value = new Value();
weakHashMap.put(key, value);
// 获取对象时增加强引用
Value strongRefValue = weakHashMap.get(key);
if (strongRefValue != null) {
    // 使用 strongRefValue 进行业务操作
    // 操作完成后，强引用不再持有，对象可能被回收
}

2. 使用线程安全的迭代方式：为避免迭代时的一致性问题，可以使用Collections.synchronizedMap对WeakHashMap进行包装，然后在迭代时使用synchronized块来同步访问。示例代码如下：

WeakHashMap<Key, Value> weakHashMap = new WeakHashMap<>();
Map<Key, Value> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(weakHashMap);
synchronized (synchronizedMap) {
    for (Map.Entry<Key, Value> entry : synchronizedMap.entrySet()) {
        Key key = entry.getKey();
        Value value = entry.getValue();
        // 进行迭代操作
    }
}

或者使用ConcurrentHashMap替代WeakHashMap，ConcurrentHashMap本身支持高并发的读写操作，并且在迭代时不会抛出ConcurrentModificationException，但它不具备弱引用键的特性，需要根据业务需求权衡使用。