Java 中的 WeakHashMap values() 方法

在 Java 中，有一个常用的数据结构是 HashMap，它提供了高效的 key-value 存储和快速的数据访问。然而，在某些情况下，我们需要使用 WeakHashMap 来代替 HashMap。相对于 HashMap，WeakHashMap 允许我们使用一些对象作为 key，这些对象会被自动回收，这样可以避免内存泄露的问题。WeakHashMap 的 values() 方法是其中一个常用的方法，让我们来了解一下。

WeakHashMap 的 values() 方法

WeakHashMap 的 values() 方法返回这个 WeakHashMap 中所有值的视图。这个视图是一个 Collection ，其中包含了 WeakHashMap 中的所有 value 值。

下面是一个使用 values() 方法的示例代码：

import java.util.WeakHashMap;

public class Example {

    public static void main(String[] args) {
        WeakHashMap<Object, Object> map = new WeakHashMap<>();
        Object key = new Object();
        map.put(key, "value");
        System.out.println("map: " + map);
        System.out.println("values: " + map.values());
        key = null;
        System.gc();
        System.out.println("map: " + map);
        System.out.println("values: " + map.values());
    }
}

上面的代码创建了一个 WeakHashMap，然后向其中添加了一个 key-value 对。接下来我们打印出了 map 和 values 两个变量。然后我们将 key 置为 null，并且手动调用垃圾回收器。最后，再次打印出了 map 和 values 变量。

输出：

map: {java.lang.Object@34a245ab=value}
values: [value]
map: {}
values: []

我们可以看到，当 key 被置为 null 后，垃圾回收器会在一定时机自动回收这个 key，从而使整个 WeakHashMap 在响应 gc 时清空。values() 方法所返回的 Collection 的大小也发生了相应的变化。

values() 方法内部实现

这里需要注意的是，values() 方法返回的视图有一些特别的约束。由于 WeakHashMap 允许 key 被垃圾回收，因此 values() 返回的 Collection 可能会包含了已经被回收的对象。所以这个 Collection 要在迭代时进行特别的处理，防止空引用的出现，否则可能因为 ConcurrentModificationException 或者 NullPointerException 报错。

下面是一些代码说明：

import java.util.WeakHashMap;

public class Example {

    public static void main(String[] args) {
        WeakHashMap<Object, Object> map = new WeakHashMap<>();
        Object key = new Object();

        map.put(key, "value");

        System.out.println("Before gc:");
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ": " + v));
        System.out.println("values: " + map.values());

        key = null;
        System.gc();

        System.out.println("After gc:");
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ": " + v));
        System.out.println("values: " + map.values());
    }
}

上面代码中，我们在 iterateValues() 方法中利用了 Map.Entry 的 getValue() 方法来获取 values() 中的所有元素。我们使用反射来调用这个方法，并在处理返回值前判断了是否为 null 。这个遍历的方式需要进行额外的 null 引用处理，否则可能会导致 NullPointerException 的发生。

输出结果如下：

Before gc:
java.lang.Object@2e1c649: value
values: [value]
After gc:
values: []

我们可以看到，经过 gc 后，values() 方法返回的 Collection 的大小变为了 0。

结论

在本文中，我们深入探讨了 Java 中的 WeakHashMap values() 方法，重点关注了 values() 方法的使用和内部实现。当使用 WeakHashMap 作为数据存储时，我们应该牢记 values() 方法所返回视图的特别约束，进行相应地处理，以避免可能的报错。