Java:需要关于WeakHashMap的建议

Question

我猜我是另一个试图用WeakHashMap创建某种缓存的人。我需要一些帮助。

我有一堆TrackData对象，它们包含有关音轨的信息。然后是Track对象，它们在内部保留了对TrackData的引用。多个曲目可以指向相同的TrackData。然后我有一个看起来像这样的TrackDataCache类：

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，当我加载一个曲目时，我会调用TrackDataCache.cache()，如果它的曲目数据以前没有加载过，它就会被缓存或替换为缓存的副本，否则(TrackData会重写equals()方法来检查位置和子曲索引)。我想使用弱引用，这样当我删除轨迹时就不需要关心了。

我想问一下，在WeakHashMap中保留对键的弱引用是不是一种可行的做法，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来检索缓存值。我在考虑复制WeakHashMap代码并公开getEntry()方法，这解决了这个问题，但这是一个非常糟糕的方法：

PS。我知道apache或google集合可能有类似的东西，但我真的不想添加2Mb依赖项。

Answer 1

我建议用SoftReferences替换WeakReferences。

任何仅由WeakReference引用的对象都是垃圾收集器每一轮的目标。这意味着你的缓存可以被清除，即使它仍然有足够的空闲内存。

如果您将WeakReference替换为SoftReference，那么您将声明:仅当绝对没有可用内存可分配时才删除引用的对象。

java中没有现成的SoftHashMap实现。在芭乐中有一个很好的例子- MapMaker。在生产环境代码上使用这个经过良好测试和验证的代码是值得的，而不是提供您自己的绝对质量较低的实现。它还具有令人惊叹的“自清洁”机制：

1. 您可以指定cache max size：当映射大小增长到接近最大值时，映射将驱逐不太可能再次使用的条目。例如，地图可能会逐出条目，因为该条目最近未使用或使用频率很高。
2. 您可以使用expireAfterWrite和expireAfterAccess方法指定地图条目的过期时间。

我也发现你的缓存设计不是很方便。正如我从您的代码片段中了解到的那样，从一开始，您的Track就具有对其TrackData的强引用，并且您可以在这些情况下构建缓存。但是，从某个时刻起，您希望使用缓存来检索数据，因此必须以其他方式创建新的Track，因为从那时起，您希望使用缓存，而不是强引用。

​

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. 引入了中间ids级别，使缓存基于具有软值的Map<Integer, TrackData>，并定义了自清理策略(基于Track --> TrackData到Track --> Id (int)的MapMaker);
2. change关系)。缓存Id --> TrackData.

Answer 2

许多Track实例可以共享TrackData。我们需要一个密钥系统，它不需要TrackData为几个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，但是为了支持共享实例而丢弃了创建的实例，我会像这样建模：

 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，只要存在保持对TrackData的引用的Track对象，WeakHashMap就不会在这两个解决方案中的任何一个中执行任何操作。这可以通过在Track中创建WeakReference来解决-然而这也意味着你最终可能没有任何TrackData，并且需要从文件中读回它，在这种情况下，第一个解决方案比第二个更好地建模。