集合(六) WeakHashMap与LinkedHashMap

5.WeakHashMap

(1) 简介

WeakHashMap与HashMap几乎都是相同的，就是它的键是“弱引用”。

第一个问题：何为弱引用？即WeakReference类对象。

String a = new String ("A");   //Strong Reference
WeakReference <String> b = new WeakReference ("B");  //Weak Reference

以上即为强引用和弱引用的典型例子。

第二个：那么他们的区别在哪里？

当弱引用不再被使用时，就会被回收。也就是说，在WeakHashMap中有一个键的引用失效后，将会移除对应的节点。

第三个：这又有什么用呢？

坦率来说，我平常编代码时没用过WeakHashMap。WeakHashMap一般用在作为大量缓存的情况之下，可以有效地节省内存。

(2)WeakHashMap的使用和特点展示

由于WeakHashMap的特点决定了它不会非常地常用，并且大量代码、使用方法、数据结构都与HashMap完全相同，因此不会对它进行过于详细地解读。构造函数就与HashMap的形式相同，成员域多了一个队列，作用是存储已被GC清除”的“弱引用的键”。

        WeakHashMap<String,String> wh = new WeakHashMap();
        HashMap<String,String> hm = new HashMap();
        String a = new String ("A");
        String b = new String("B");
        wh.put(a,"first");
        wh.put(b,"second");
        hm.put(a,"first");
        hm.put(b,"second");

        System.out.println(wh);
        System.out.println(hm);

上述代码仅仅实现了插入两个元素，接下来展示弱引用的特点：

        hm.remove(a);
        a=null;
        b=null;
        System.gc();
        System.out.println(hm);
        System.out.println(wh);

来看一下结果，

前面三个都没有问题，可是最后一个WeakHashMap怎么也少了一个元素？原因就是这个节点的键——即引用a已经没有指向了，所以也会在WeakHashMap中删除了。可能有人会问引用b不是也赋值为null了吗？为什么不删除，那是因为b还有用！b仍作为HashMap中一个键的引用发挥着作用，因此达不到回收的条件。

6.LinkedHashMap

HashMap是无序的，TreeMap是可以按照自定义的顺序排列，但是LinkedHashMap可以按照插入或者访问的顺序进行遍历，这还是很有实用性的。以下为LinkedHashMap的基本操作：

        LinkedHashMap lh = new LinkedHashMap();
        lh.put(1,"w");
        lh.put(2,"u");
        lh.put(3," ");
        lh.put(4,"y");
        lh.put(5,"i");
        lh.put(6," ");
        lh.put(7,"m");
        lh.put(8,"i");
        lh.put(9,"n");
        lh.put(10,"g");

        Collection<String> c = lh.values();

        for(String s:c)
            System.out.print(s);

wu yi ming

可以看出，只要按照顺序就可以了！

因为LinkedHashMap是继承HashMap实现的，所以特性和HashMap都是相同的，比如说可以有null元素，以及不是线程安全的，当然关于构造函数，除了和HashMap重复的，只有一个构造函数需要单独解释一下.

        /**
     * Constructs an empty insertion-ordered <tt>LinkedHashMap</tt> instance
     * with the specified initial capacity and load factor.
     *
     * @param  initialCapacity the initial capacity
     * @param  loadFactor      the load factor
     * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
     *         or the load factor is nonpositive
     */

public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        accessOrder = false;
    }

    /**
     * Constructs an empty insertion-ordered <tt>LinkedHashMap</tt> instance
     * with the specified initial capacity and a default load factor (0.75).
     *
     * @param  initialCapacity the initial capacity
     * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
     */
    public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity);
        accessOrder = false;
    }

    /**
     * Constructs an empty insertion-ordered <tt>LinkedHashMap</tt> instance
     * with the default initial capacity (16) and load factor (0.75).
     */
    public LinkedHashMap() {
        super();
        accessOrder = false;
    }

    /**
     * Constructs an insertion-ordered <tt>LinkedHashMap</tt> instance with
     * the same mappings as the specified map.  The <tt>LinkedHashMap</tt>
     * instance is created with a default load factor (0.75) and an initial
     * capacity sufficient to hold the mappings in the specified map.
     *
     * @param  m the map whose mappings are to be placed in this map
     * @throws NullPointerException if the specified map is null
     */
    public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        super();
        accessOrder = false;
        putMapEntries(m, false);
    }

    /**
     * Constructs an empty <tt>LinkedHashMap</tt> instance with the
     * specified initial capacity, load factor and ordering mode.
     *
     * @param  initialCapacity the initial capacity
     * @param  loadFactor      the load factor
     * @param  accessOrder     the ordering mode - <tt>true</tt> for
     *         access-order, <tt>false</tt> for insertion-order
     * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
     *         or the load factor is nonpositive
     */
    public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }

LinkedHashMap Constructor

emmm。。。。全是直接调用父类的方法，只不过多了要给accessOrder的boolean变量。这个变量默认是false的，即按照插入顺序遍历，但是最后哪个构造函数可以将其设置为true，此时将会按照访问顺序遍历。

    public static void main(String [] args)
    {
        LinkedHashMap lh = new LinkedHashMap(16,.75f,true);   // accessOrder设置为按照访问顺序
        lh.put(1,"w");
        lh.put(2,"u");
        lh.put(3," ");
        lh.put(4,"y");
        lh.put(5,"i");
        lh.put(6," ");
        lh.put(7,"m");
        lh.put(8,"i");
        lh.put(9,"n");
        lh.put(10,"g");

        Collection<String> c = lh.values();

        for(String s:c)
            System.out.print(s);
        System.out.println();

        lh.get(5);      //访问键为5的节点

        Set se = lh.entrySet();
        Iterator ii = se.iterator();
        while(ii.hasNext())
        {
            Map.Entry map_entry = (Map.Entry)ii.next();
            System.out.print(map_entry.getValue());
        }

    }

按照访问顺序会使你最近访问的元素置于最新的位置(相当于按插入顺序的最新插入的地位)，其结果如下：

wu yi ming
wu y mingi

LinkedHashMap是如何实现这种效果的呢？其实原理也简单，即一个HashMap加上一个链表，可是LinkedHashMap是继承与HashMap的，那它的链表是在哪里实现的呢？先来看一下LinkedHashMap的成员域：

    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;

    transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;

    final boolean accessOrder;

当然也会继承HashMap的所有成员，上述除了accessOrder已经讲过了，还增加了一个头节点和尾节点，记录第一个和最后一个LinkedHashMap节点。之前HashMap是继承Map.Entry接口的，而这里的LinkedHashMap.Entry是继承HashMap的Node类的：

    static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        Entry<K,V> before, after;
        Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }

增加了前驱节点和后继节点。这样就很好理解遍历LinkedHashMap究竟如何实现了，按照链表的方式即可，现在我关心的是如何实现按照访问顺序的。那我们接着看源码，想找相关的代码，直接的想法是找遍历代码，但是遍历代码仅仅是链表方式并没有任何关于accessOrder相关的。这是我想到会不会在get()方法呢？果然，直接上get方法的代码：

    public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
            return null;
        if (accessOrder)
            afterNodeAccess(e);
        return e.value;
    }

逻辑倒也不复杂，就是看看是不是有这个key，没有就直接返回null了，后面跟了一个判断accessOrder的逻辑，1的话执行一个afterNodeAccess(e)方法。(e就是刚访问的节点) 接着挖afterNodeAccess()方法咯：

    void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
        if (accessOrder && (last = tail) != e) {
            LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
            p.after = null;
            if (b == null)
                head = a;
            else
                b.after = a;
            if (a != null)
                a.before = b;
            else
                last = b;
            if (last == null)
                head = p;
            else {
                p.before = last;
                last.after = p;
            }
            tail = p;
            ++modCount;
        }
    }

额，只是将这个节点放在了链表结尾处。。。值得注意的是，这里hash结构并没有任何改变，要学会剥离的看待HashMap和链表，否则只会徒增麻烦！借一个图来简单的解释一下，

https://www.jianshu.com/p/8f4f58b4b8ab