在Java中如何使用WeakHashMap实现缓存淘汰策略_WeakHashMap集合实践指南-java教程-PHP中文网

在Java中如何使用WeakHashMap实现缓存淘汰策略_WeakHashMap集合实践指南

P粉602998670

发布： 2025-12-23 18:24:08

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WeakHashMap通过弱引用实现自动清理，适合轻量级缓存；当键无强引用时，GC会回收键并移除对应条目，示例中UserKey被置null后调用System.gc()触发回收，缓存大小变为0；适用于临时数据缓存，但不保证即时清除，且缺乏TTL、LRU等策略，不适合高要求场景。

在java中如何使用weakhashmap实现缓存淘汰策略_weakhashmap集合实践指南

在Java中，WeakHashMap 是一种特殊的哈希表，它基于弱引用（weak reference）来管理键（key）。这种特性让它非常适合用于实现简单的缓存机制，尤其是当你希望当内存紧张或对象不再被强引用时，自动从缓存中移除对应条目。本文将说明如何使用 WeakHashMap 实现缓存淘汰策略，并提供实用示例和注意事项。

WeakHashMap 的工作原理

WeakHashMap 中的键是被弱引用持有的。这意味着只要该键对象没有被其他强引用持有，垃圾回收器（GC）在下一次运行时就会回收这个键，同时对应的键值对也会从映射中自动删除。

这与 HashMap 不同，后者会一直保留键值对，除非显式调用 remove() 或者清空 map。因此，WeakHashMap 天然具备“自动过期”能力，适合做轻量级缓存。

使用 WeakHashMap 构建简单缓存

假设我们要缓存一些用户数据，但不希望这些缓存长期占用内存。我们可以使用用户的临时对象作为键，让其在无引用后自动失效。

示例代码：

import java.util.WeakHashMap;

public class SimpleCache {
    private final WeakHashMap<UserKey, String> cache = new WeakHashMap<>();

    public void put(UserKey key, String data) {
        cache.put(key, data);
    }

    public String get(UserKey key) {
        return cache.get(key);
    }

    // 模拟缓存状态
    public void printCacheSize() {
        System.out.println("当前缓存大小：" + cache.size());
    }
}

class UserKey {
    private final String id;

    public UserKey(String id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return id.hashCode();
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (!(obj instanceof UserKey)) return false;
        return id.equals(((UserKey) obj).id);
    }
}

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测试场景：

public class CacheDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SimpleCache cache = new SimpleCache();

        // 创建键并放入缓存
        UserKey key1 = new UserKey("user1");
        cache.put(key1, "用户数据1");

        UserKey key2 = new UserKey("user2");
        cache.put(key2, "用户数据2");

        cache.printCacheSize(); // 输出：2

        // 断开强引用
        key1 = null;
        key2 = null;

        // 请求垃圾回收（仅建议用于演示）
        System.gc();

        try {
            Thread.sleep(100); // 等待 GC 完成
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }

        cache.printCacheSize(); // 很可能输出：0
    }
}

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可以看到，在将 key1 和 key2 设置为 null 后，它们不再被强引用，JVM 的 GC 会在适当时候回收这些键，随之 WeakHashMap 自动清除对应的条目。