Java：需要有关 WeakHashMap 的建议

Question

我想我是另一个试图用 Wea​​kHashMap 制作某种缓存的人。我需要一些帮助。

我有一堆 TrackData 对象，其中包含有关音轨的信息。然后是Track 对象，它们保持对内部TrackData 的引用。多个轨道可以指向同一个TrackData。然后我有TrackDataCache 类，看起来像这样：

public class TrackDataCache {
private static TrackDataCache instance = new TrackDataCache();

public static TrackDataCache getInstance() {
    return instance;
}

private WeakHashMap<TrackData, WeakReference<TrackData>> cache = new WeakHashMap<TrackData, WeakReference<TrackData>>();

public void cache(Track track) {
    TrackData key = track.getTrackData();
    WeakReference<TrackData> trackData = cache.get(key);
    if (trackData == null) {
        cache.put(key, new WeakReference<TrackData>(key));
    } else {
        track.setTrackData(trackData.get());
    }
}
}

因此，当我加载曲目时，我调用TrackDataCache.cache()，如果之前未加载其曲目数据，则将其缓存或替换为缓存副本，否则（TrackData 覆盖 equals() 方法来检查位置和子歌曲索引)。我想使用弱引用，这样我在删除 Tracks 时就不需要关心了。

我想问在 WeakHashMap 中保持对键的弱引用是否是一种好的做法，如果不是，我应该如何解决这个问题？我需要弱引用和恒定时间检索缓存值。我正在考虑复制 WeakHashMap 代码并将 getEntry() 方法公开，这解决了问题，但这是一个糟糕的 hack :(

附言。我知道 apache 或 google 集合可能有这样的东西，但我真的不想添加 2Mb 依赖项。

Answer 1

我建议将WeakReferences 替换为SoftReferences。

仅由WeakReference 引用的任何对象都是垃圾收集器每一轮的目标。这意味着即使还有足够的可用内存，也可以清除缓存。

如果您将WeakReference 替换为SoftReference，那么您声明：仅在绝对没有可用内存可分配时删除引用的对象。

java 中没有现成的SoftHashMap 实现。番石榴中有一个很好的例子 - MapMaker。值得在生产环境代码中使用这个经过良好测试和验证的代码，而不是提供您自己的质量肯定较低的实现。它还具有惊人的“自清洁”机制：

1. 您可以指定cache max size：

   随着地图大小的增长接近 最大值，地图将驱逐条目 不太可能再次使用。 例如，地图可能会驱逐一个 条目，因为它没有被使用 最近或经常。

2. 您可以使用expireAfterWrite 和expireAfterAccess 方法指定映射条目的过期时间。

我也发现你的缓存设计不是很方便。正如我从您的代码 sn-p 中了解的那样，从一开始您的 Tracks 就强烈引用了他们的 TrackData 并且您在这些情况下构建缓存。但是从某个时刻开始，您想使用缓存来检索数据，因此您必须以其他方式创建新的Tracks，因为从那个时刻您想要使用缓存但不使用强引用。

不同的Tracks 可以有相同的TrackData，所以我们不能使用Track 作为键。所以，我会采用下一种方法：

1. 引入中间ids级别，基于Map<Integer, TrackData>的软值和定义的自清理策略（基于MapMaker）进行缓存；
2. 将关系 Track --> TrackData 更改为 Track --> Id (int)。缓存Id --> TrackData。

Answer 2

TrackData 可以被Track 的多个实例共享。我们需要有一个不需要TrackData 的密钥系统来为多个Track 获取相同的实例。

 public class Track [

   @Override
   public int hashcode() {
     ... make hashcode that will be the same for
     ... tracks sharing the same track data.
   }

   @Override
   public boolean equals() {
     ... ensure that if A.hashcode == B.hashcode then A.equals(B)
   }

 }

 public class TrackDataManager {

   private WeakHashMap<Track,TrackData> cache = new WeakHashMap<Track,TrackData>();

   public TrackData getTrackData(Track track) {

     // Track.hashcode()/equals() ensures two tracks that
     // share track data will get the same object back
     TrackData data = cache.get(track);

     if (data == null) {

       data = constructDataFromTrackFile(track);

       cache.put(track, data);

     }

     return data;

   }

   private TrackData constructDataFromTrackFile(Track track) {
     ... read data from file and create that object.
   }

 }

如果TrackData 对象的构造总是作为读取文件的一部分发生，但创建的实例被丢弃以支持共享实例，我会这样建模：

 public class TrackData {

   @Override
   public int hashcode() {
     ... make hashcode that will be the same for same track data.
   }

   @Override
   public boolean equals() {
     ... ensure that if A.hashcode == B.hashcode then A.equals(B)
   }

 }

 public class TrackDataCache {

   private WeakHashMap<Integer,TrackData> cache = new WeakHashMap<Integer,TrackData>();

   public TrackData getTrackData(Track track) {

     // cache contains shared TrackData instances, we may throw away
     // the Track instance in favour of the shared one.

     Integer key = track.getTrackData().hashcode();

     TrackData data = cache.get(key);

     if (data == null) {

       cache.put(key, track.getTrackData());
       data = track.getTrackData();

     } else {

       // ensure we're using the shared instance, not the local one.
       // deliberate object reference comparison  
       if (data != track.getTrackData()) {
         track.setTrackData(data);
       } 

     }

     return data;

   }

 }

请注意，只要有Track 对象保持对TrackData 的引用，WeakHashMap 在这两种解决方案中的任何一种中都不会做任何事情。这可以通过在Track 中设置WeakReference 来解决 - 但这也意味着您最终可能没有任何TrackData，并且需要从文件中读取它，在这种情况下，第一个解决方案比第二个解决方案更好建模.