第1部分 Map概括
Map 是“键值对”映射的抽象接口。
AbstractMap 实现了Map中的绝大部分函数接口。它减少了“Map的实现类”的重复编码。SortedMap 有序的“键值对”映射接口。NavigableMap 是继承于SortedMap的，支持导航函数的接口。HashMap, Hashtable, TreeMap, WeakHashMap这4个类是“键值对”映射的实现类。它们各有区别！HashMap 是基于“拉链法”实现的散列表。一般用于单线程程序中。
HashMap和WeakHashMap异同
1 HashMap和WeakHashMap的相同点
1 它们都是散列表，存储的是“键值对”映射。
2 它们都继承于AbstractMap，并且实现Map基础。3 它们的构造函数都一样。 它们都包括4个构造函数，而且函数的参数都一样。4 默认的容量大小是16，默认的加载因子是0.75。5 它们的“键”和“值”都允许为null。6 它们都是“非同步的”。
2 HashMap和WeakHashMap的不同点
1 HashMap实现了Cloneable和Serializable接口，而WeakHashMap没有。
HashMap实现Cloneable，意味着它能通过clone()克隆自己。 HashMap实现Serializable，意味着它支持序列化，能通过序列化去传输。2 HashMap的“键”是“强引用(StrongReference)”，而WeakHashMap的键是“弱引用(WeakReference)”。
WeakReference的“弱键”能实现WeakReference对“键值对”的动态回收。当“弱键”不再被使用到时，GC会回收它，WeakReference也会将“弱键”对应的键值对删除。 这个“弱键”实现的动态回收“键值对”的原理呢？其实，通过WeakReference(弱引用)和ReferenceQueue(引用队列)实现的。 首先，我们需要了解WeakHashMap中： 第一，“键”是WeakReference，即key是弱键。 第二，ReferenceQueue是一个引用队列，它是和WeakHashMap联合使用的。当弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。 WeakHashMap中的ReferenceQueue是queue。 第三，WeakHashMap是通过数组实现的，我们假设这个数组是table。接下来，说说“动态回收”的步骤。
(01) 新建WeakHashMap，将“键值对”添加到WeakHashMap中。
将“键值对”添加到WeakHashMap中时，添加的键都是弱键。 实际上，WeakHashMap是通过数组table保存Entry(键值对)；每一个Entry实际上是一个单向链表，即Entry是键值对链表。(02) 当某“弱键”不再被其它对象引用，并被GC回收时。在GC回收该“弱键”时，这个“弱键”也同时会被添加到queue队列中。 例如，当我们在将“弱键”key添加到WeakHashMap之后；后来将key设为null。这时，便没有外部外部对象再引用该了key。 接着，当Java虚拟机的GC回收内存时，会回收key的相关内存；同时，将key添加到queue队列中。(03) 当下一次我们需要操作WeakHashMap时，会先同步table和queue。table中保存了全部的键值对，而queue中保存被GC回收的“弱键”；同步它们，就是删除table中被GC回收的“弱键”对应的键值对。 例如，当我们“读取WeakHashMap中的元素或获取WeakReference的大小时”，它会先同步table和queue，目的是“删除table中被GC回收的‘弱键’对应的键值对”。删除的方法就是逐个比较“table中元素的‘键’和queue中的‘键’”，若它们相当，则删除“table中的该键值对”。
3 HashMap和WeakHashMap的比较测试程序
public class CompareHashmapAndWeakhashmap { public static void main(String[] args) throws Exception { // 当“弱键”是String时，比较HashMap和WeakHashMap compareWithString(); // 当“弱键”是自定义类型时，比较HashMap和WeakHashMap compareWithSelfClass(); } /** * 遍历map，并打印map的大小 */ private static void iteratorAndCountMap(Map map) { // 遍历map for (Iterator iter = map.entrySet().iterator(); iter.hasNext(); ) { Map.Entry en = (Map.Entry)iter.next(); System.out.printf("map entry : %s - %s\n ",en.getKey(), en.getValue()); } // 打印HashMap的实际大小 System.out.printf(" map size:%s\n\n", map.size()); } /** * 通过String对象测试HashMap和WeakHashMap */ private static void compareWithString() { // 新建4个String字符串 String w1 = new String("W1"); String w2 = new String("W2"); String h1 = new String("H1"); String h2 = new String("H2"); // 新建 WeakHashMap对象，并将w1,w2添加到 WeakHashMap中 Map wmap = new WeakHashMap(); wmap.put(w1, "w1"); wmap.put(w2, "w2"); // 新建 HashMap对象，并将h1,h2添加到 WeakHashMap中 Map hmap = new HashMap(); hmap.put(h1, "h1"); hmap.put(h2, "h2"); // 删除HashMap中的“h1”。 // 结果：删除“h1”之后，HashMap中只有 h2 ！ hmap.remove(h1); // 将WeakHashMap中的w1设置null，并执行gc()。系统会回收w1 // 结果：w1是“弱键”，被GC回收后，WeakHashMap中w1对应的键值对，也会被从WeakHashMap中删除。 // w2是“弱键”，但它不是null，不会被GC回收；也就不会被从WeakHashMap中删除。 // 因此，WeakHashMap中只有 w2 // 注意：若去掉“w1=null” 或者“System.gc()”，结果都会不一样！ w1 = null; System.gc(); // 遍历并打印HashMap的大小 System.out.printf(" -- HashMap --\n"); iteratorAndCountMap(hmap); // 遍历并打印WeakHashMap的大小 System.out.printf(" -- WeakHashMap --\n"); iteratorAndCountMap(wmap); } /** * 通过自定义类测试HashMap和WeakHashMap */ private static void compareWithSelfClass() { // 新建4个自定义对象 Self s1 = new Self(10); Self s2 = new Self(20); Self s3 = new Self(30); Self s4 = new Self(40); // 新建 WeakHashMap对象，并将s1,s2添加到 WeakHashMap中 Map wmap = new WeakHashMap(); wmap.put(s1, "s1"); wmap.put(s2, "s2"); // 新建 HashMap对象，并将s3,s4添加到 WeakHashMap中 Map hmap = new HashMap(); hmap.put(s3, "s3"); hmap.put(s4, "s4"); // 删除HashMap中的s3。 // 结果：删除s3之后，HashMap中只有 s4 ！ hmap.remove(s3); // 将WeakHashMap中的s1设置null，并执行gc()。系统会回收w1 // 结果：s1是“弱键”，被GC回收后，WeakHashMap中s1对应的键值对，也会被从WeakHashMap中删除。 // w2是“弱键”，但它不是null，不会被GC回收；也就不会被从WeakHashMap中删除。 // 因此，WeakHashMap中只有 s2 // 注意：若去掉“s1=null” 或者“System.gc()”，结果都会不一样！ s1 = null; System.gc(); /* // 休眠500ms try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // */ // 遍历并打印HashMap的大小 System.out.printf(" -- Self-def HashMap --\n"); iteratorAndCountMap(hmap); // 遍历并打印WeakHashMap的大小 System.out.printf(" -- Self-def WeakHashMap --\n"); iteratorAndCountMap(wmap); } private static class Self { int id; public Self(int id) { this.id = id; } // 覆盖finalize()方法 // 在GC回收时会被执行 protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); System.out.printf("GC Self: id=%d addr=0x%s)\n", id, this); } } }