一、概念相關
WeakHashMap ，從名字上看， 直接翻譯就知道，這是一種弱的HashMap,那這個弱字表面看起來有點不好理解，其實這是跟對象引用相關的，先熟悉了對象引用原理，再來理解這個弱字就很容易了，如不明白對象引用原理，大家可以看看這篇博文 Java中的對象、對象引用及對象引用分類
弄明白了對象引用原理，就明白我們的WeakHashMap是基於弱引用的，也就是說只要垃圾回收機制一開啓，就直接開始了掃蕩，看見了就清除。
那我們爲什麼需要 WeakHashMap 呢？
WeakHashMap正是由於使用的是弱引用，因此它的對象可能被隨時回收。更直觀的說，當使用 WeakHashMap 時，即使沒有刪除任何元素，它的尺寸、get方法也可能不一樣。比如：
（1）調用兩次size()方法返回不同的值；第一次爲10，第二次就爲8了。
（2）兩次調用isEmpty()方法，第一次返回false，第二次返回true；
（3）兩次調用containsKey()方法，第一次返回true，第二次返回false；
（4）兩次調用get()方法，第一次返回一個value，第二次返回null；
咋一想，這種飄忽不定的東西好像沒什麼用，試想一下，你準備使用WeakHashMap保存一些數據，寫着寫着都沒了，那還保存個啥呀。
不過有一種場景，最喜歡這種飄忽不定、一言不合就刪除的東西。那就是緩存。在緩存場景下，由於內存是有限的，不能緩存所有對象，因此就需要一定的刪除機制，淘汰掉一些對象。
二、工作原理
1、WeakHashMap爲什麼具有弱引用的特點：隨時被回收對象
這個問題就比較簡單了，我們的目的主要是驗證。WeakHashMap是基於弱引用的，肯定就具有了弱引用的性質。我們去他的部分源碼中看一下：
public class WeakHashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V> {
/**
* The default initial capacity -- MUST be a power of two.
*/
private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
* by either of the constructors with arguments.
* MUST be a power of two <= 1<<30.
*/
private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* The load factor used when none specified in constructor.
*/
private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
* Reference queue for cleared WeakEntries
*/
private final ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
Entry<K,V>[] table;
public WeakHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Initial Capacity: "+
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal Load factor: "+
loadFactor);
int capacity = 1;
while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1;
table = newTable(capacity);
this.loadFactor = loadFactor;
threshold = (int)(capacity * loadFactor);
}
private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> {
V value;
final int hash;
Entry<K,V> next;
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(Object key, V value,
ReferenceQueue<Object> queue,
int hash, Entry<K,V> next) {
super(key, queue);
this.value = value;
this.hash = hash;
this.next = next;
}
}
從這裏我們可以看到其內部的Entry繼承了WeakReference，也就是弱引用，所以就具有了弱引用的特點。不過還要注意一點，那就是ReferenceQueue，他的作用是GC會清理掉對象之後，引用對象會被放到ReferenceQueue中。
2、WeakHashMap中的Entry被GC後，WeakHashMap是如何將其移除的？
意思是某一個Entry突然被垃圾回收了，這之後WeakHashMap肯定就不能保留這個Entry了，那他是如何將其移除的呢？
WeakHashMap內部有一個expungeStaleEntries函數，在這個函數內部實現移除其內部不用的entry從而達到的自動釋放內存的目的。因此我們每次訪問WeakHashMap的時候，都會調用這個expungeStaleEntries函數清理一遍。這也就是爲什麼前兩次調用WeakHashMap的size()方法有可能不一樣的原因。我們可以看看是如何實現的：
private void expungeStaleEntries() {
for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) {
synchronized (queue) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
int i = indexFor(e.hash, table.length);
Entry<K,V> prev = table[i];
Entry<K,V> p = prev;
while (p != null) {
Entry<K,V> next = p.next;
if (p == e) {
if (prev == e)
table[i] = next;
else
prev.next = next;
// Must not null out e.next;
// stale entries may be in use by a HashIterator
e.value = null; // Help GC
size--;
break;
}
prev = p;
p = next;
}
}
}
}
首先GC每次清理掉一個對象之後，引用對象會被放到ReferenceQueue中。然後遍歷這個queue進行刪除即可。
當然。WeakHashMap的增刪改查操作都會直接或者間接的調用expungeStaleEntries()方法，達到及時清除過期entry的目的。
三、WeakHashMap的使用
1、緩存中使用
Car car = new Car(22000,"silver");
WeakReference<Car> weakCar = new WeakReference<Car>(car);
HashMap和WeakHashMap的區別也在於此，HashMap的key是對實際對象的強引用。
弱引用（WeakReference）的特性是：當gc線程發現某個對象只有弱引用指向它，那麼就會將其銷燬並回收內存。WeakReference也會被加入到引用隊列queue中。
2、不合理的使用
不要使用基礎類型作爲WeakHashMap的key
緩存的使用案例太多了，這裏舉一個WeakHashMap使用不規範的例子。
Map<Object, Object> objectMap = new WeakHashMap<Object, Object>();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
objectMap.put(i, new Object());
System.gc();
System.out.println("Map size :" + objectMap.size());
}
我們期待得到1和0的輸出，但是實際上看到的是許多128！有趣的是，並非所有的東西都是GC感興趣的。在上面的情景中，int i會被轉化爲封裝類型Integer，但是Integer保留了-128到127的緩存，因此哪些Key <= 127的Entry將不會進行自動回收。所以不要使用原始類型（及其對應的包裝類型）。