设计模式(1-3)-动态代理(WeakCache的运用) 设计模式(1-3)-动态代理(WeakCa

阅读本篇文章前，请事先阅读理解Java的强引用、软引用、弱引用和虚引用。看看什么是强引用、什么是弱引用及它们的用途，很必要！！！
上一节讲到，获取对应的代理类时，首先会从缓存中去拿，若拿不到才会去生成。实现缓存的储存，如何根据指定值拿到缓存都是由WeakCache这个类实现的。
我们先去探究一下WeakCache~
一、WeakCache WeakCache有两级缓存，它的键值对: (key, sub-key) -> value。一级缓存的keys和values是弱引用，二级缓存的sub-keys是强引用。
sub-keys, 根据keys和parameters使用subKeyFactory(构造器传入)计算出的。 Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
values, 跟获取sub-keys类似，但是它是使用valueFactory(构造器传入)。 value = https://www.it610.com/article/Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));
【设计模式(1-3)-动态代理(WeakCache的运用)】为啥要使用WeakCache作为动态代理的缓存，我在网上看到了一个文章，What is the use case of WeakCache in Java? [closed]，可以将里面的图片对象类比生成的代理类(都要占用较大的内存)，也不知正确与否(JVM早日把你干掉！！！)
我认为的原因是，

生成的代理类占用内存较大，key(弱引用， GC时会被回收)失效时, 可以被及时处理(expungeStaleEntries()就是处理key失效时，清楚掉对应的value的方法，在get、containsValue,size被调用时调用)

简而言之，为了能用到时随时能用到，但是不影响GC，毕竟内存很宝贵的
1. 变量与构造器

// 弱引用被回收时，将被添加到这个引用队列中 private final ReferenceQueue refQueue = new ReferenceQueue<>(); // the key type is Object for supporting null key private final ConcurrentMap>> map = new ConcurrentHashMap<>(); // 保存value，当获取缓存的size时，就比较方便得到 private final ConcurrentMap, Boolean> reverseMap = new ConcurrentHashMap<>(); // 生成subKey及value的类 private final BiFunction subKeyFactory; private final BiFunction valueFactory;

构造器：
java.lang.reflect.WeakCache#WeakCache

public WeakCache(BiFunction subKeyFactory, BiFunction valueFactory) { this.subKeyFactory = Objects.requireNonNull(subKeyFactory); this.valueFactory = Objects.requireNonNull(valueFactory); }

2. 重要的方法 2.1 get()!!!
结合java.lang.reflect.Proxy#getProxyClass0使用到的WeakCache.get方法，我们看看其get()的原理

private static Class getProxyClass0(ClassLoader loader, Class... interfaces) {... // 从这开始 return proxyClassCache.get(loader, interfaces); }

java.lang.reflect.Proxy#proxyClassCache

/** * a cache of proxy classes */ private static final WeakCache[], Class> proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());

java.lang.reflect.Proxy.KeyFactory，根据实现接口个数返回不同的key, 有兴趣的同学可以去看看。
java.lang.reflect.Proxy.ProxyClassFactory, 上节讲过的，若指定的参数的缓存失效，就会使用该工厂类，生成对应的代理类。
tips: Supplier, 是一个Java8提供的一个函数式接口，结果的提供者，其get方法会返回一个结果。
有了以上的知识，我们一起看看WeakCache的get实现吧
java.lang.reflect.WeakCache#get:

public V get(K key, P parameter) { Objects.requireNonNull(parameter); // 清理掉被GC的缓存 expungeStaleEntries(); // 将key包装成弱引用 Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue); // 通过cachekey获取二级缓存 sub-keys - values ConcurrentMap> valuesMap = map.get(cacheKey); // 验证二级缓存valuesMap是否为null，为null就初始化; // 还有情况可能就是在初始化过程中，其他线程已经将它初始化，若这样，将实例指向第一次初始化的实例 if (valuesMap == null) { ConcurrentMap> oldValuesMap = map.putIfAbsent(cacheKey, valuesMap = new ConcurrentHashMap<>()); if (oldValuesMap != null) { valuesMap = oldValuesMap; } }// subKeyFactory = KeyFactory，此时就是根据实现的接口个数返回不同的对象 Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter)); // 第一次，valuesMap才被初始化，所以supplier为null Supplier supplier = valuesMap.get(subKey); Factory factory = null; // 下面是一个轮询，直到拿到不为null的supplier且supplier.get()不为null为止 while (true) { if (supplier != null) { // 第一次进来，supplier应该是Factory； // 第二次，获取的对应的参数未变的话，从valuesMap中获取到的supplier就是一个CacheValue的实例了，，此时就是从缓存中获取的了 // supplier might be a Factory or a CacheValue instance V value = https://www.it610.com/article/supplier.get(); if (value != null) { return value; } } // 执行下面代码的原因: // else no supplier in cache // or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue // or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)// 懒加载 if (factory == null) { factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap); }if (supplier == null) { // supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory); if (supplier == null) { // 一路成功的话，这里就会运行完毕，进行下一个循环，获取到值就直接返回value了 supplier = factory; } // supplier赋值的过程中，被其他线程提前赋值了，继续循环 } else { // 替换以前的supplier if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) { // successfully replaced // cleared CacheEntry / unsuccessful Factory // with our Factory supplier = factory; } else { // 使用目前的supplier，重试 supplier = valuesMap.get(subKey); } } } }

我们去看看实现Suppiler的Factory是如何提供返回结果的
java.lang.reflect.WeakCache.Factory

private final class Factory implements Supplier {private final K key; private final P parameter; private final Object subKey; private final ConcurrentMap> valuesMap; Factory(K key, P parameter, Object subKey, ConcurrentMap> valuesMap) { this.key = key; this.parameter = parameter; this.subKey = subKey; this.valuesMap = valuesMap; }@Override public synchronized V get() { // serialize access // re-check Supplier supplier = valuesMap.get(subKey); if (supplier != this) { // 在我们等待时发生了改变： // 1. 被一个CacheValue替换了 // 2. were removed because of failure // 此时，就返回null, 让WeakCache.get 继续循环 return null; } // else still us (supplier == this)// create new value V value = https://www.it610.com/article/null; try {// !! 此时的valueFactory就是ProxyClassFactory；这里会去生成代理类 value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter)); } finally { if (value == null) { // remove us on failure valuesMap.remove(subKey, this); } } // the only path to reach here is with non-null value assert value != null; // wrap value with CacheValue (WeakReference) CacheValue cacheValue = https://www.it610.com/article/new CacheValue<>(value); // 将cacheValue保存起来 reverseMap.put(cacheValue, Boolean.TRUE); // 用cacheValue替换原有的值 // try replacing us with CacheValue (this should always succeed) if (!valuesMap.replace(subKey, this, cacheValue)) { throw new AssertionError("Should not reach here"); }// successfully replaced us with new CacheValue -> return the value // wrapped by it return value; } }

对于java.lang.reflect.WeakCache#get,java.lang.reflect.WeakCache.Factory#get源码的一个总结:

若valuesMap找不到subKey对应的supplier, 此时supplier是Factory的实例，调用supplier.get()的时候就去调用java.lang.reflect.WeakCache.Factory#get
若valuesMap有subKey对应的supplier，此时supplier就是CacheValue的实例
我们来看看supplier是CacheValue是，调用supplier.get()，实际调用的哪

java.lang.reflect.WeakCache#get

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按f7，step into ->
java.lang.ref.Reference#get

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我们再来看看，CacheValue的结构

private static final class CacheValue extends WeakReference implements Value { private final int hash; CacheValue(V value) { // 点super进去看看，你就会知道了！！！ super(value); this.hash = System.identityHashCode(value); // compare by identity }... }

java.lang.reflect.WeakCache.Value

private interface Value extends Supplier {}

我们没有看到CacheValue中实现Supplier的get(), 但是CacheValue的父类的父类Reference早已提供了get()这个方法，返回代理类的对象。
难道Supplier与Reference是天作之合? 希望我慢慢欣赏代码的美~
二、总结结合了java.lang.reflect.Proxy#getProxyClass0中使用到WeakCache的地方，讲了讲，缓存获取(get)的整个过程。
三、参考