1 /*
2  * Copyright (c) 1998, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
3  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
4  *
5  * This code is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 only, as
7  * published by the Free Software Foundation.  Oracle designates this
8  * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
9  * by Oracle in the LICENSE file that accompanied this code.
10  *
11  * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14  * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
15  * accompanied this code).
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License version
18  * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
19  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  *
21  * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25
26 package java.util;
27
28 import java.lang.ref.WeakReference;
29 import java.lang.ref.ReferenceQueue;
30 import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
31 import java.util.function.BiConsumer;
32 import java.util.function.BiFunction;
33 import java.util.function.Consumer;
34
35
36 /**
37  * Hash table based implementation of the {@code Map} interface, with
38  * <em>weak keys</em>.
39  * An entry in a {@code WeakHashMap} will automatically be removed when
40  * its key is no longer in ordinary use.  More precisely, the presence of a
41  * mapping for a given key will not prevent the key from being discarded by the
42  * garbage collector, that is, made finalizable, finalized, and then reclaimed.
43  * When a key has been discarded its entry is effectively removed from the map,
44  * so this class behaves somewhat differently from other {@code Map}
45  * implementations.
46  *
47  * <p> Both null values and the null key are supported. This class has
48  * performance characteristics similar to those of the {@code HashMap}
49  * class, and has the same efficiency parameters of <em>initial capacity</em>
50  * and <em>load factor</em>.
51  *
52  * <p> Like most collection classes, this class is not synchronized.
53  * A synchronized {@code WeakHashMap} may be constructed using the
54  * {@link Collections#synchronizedMap Collections.synchronizedMap}
55  * method.
56  *
57  * <p> This class is intended primarily for use with key objects whose
58  * {@code equals} methods test for object identity using the
59  * {@code ==} operator.  Once such a key is discarded it can never be
60  * recreated, so it is impossible to do a lookup of that key in a
61  * {@code WeakHashMap} at some later time and be surprised that its entry
62  * has been removed.  This class will work perfectly well with key objects
63  * whose {@code equals} methods are not based upon object identity, such
64  * as {@code String} instances.  With such recreatable key objects,
65  * however, the automatic removal of {@code WeakHashMap} entries whose
66  * keys have been discarded may prove to be confusing.
67  *
68  * <p> The behavior of the {@code WeakHashMap} class depends in part upon
69  * the actions of the garbage collector, so several familiar (though not
70  * required) {@code Map} invariants do not hold for this class.  Because
71  * the garbage collector may discard keys at any time, a
72  * {@code WeakHashMap} may behave as though an unknown thread is silently
73  * removing entries.  In particular, even if you synchronize on a
74  * {@code WeakHashMap} instance and invoke none of its mutator methods, it
75  * is possible for the {@code size} method to return smaller values over
76  * time, for the {@code isEmpty} method to return {@code false} and
77  * then {@code true}, for the {@code containsKey} method to return
78  * {@code true} and later {@code falsefor a given key, for the
79  * {@code get} method to return a value for a given key but later return
80  * {@code null}, for the {@code put} method to return
81  * {@code null} and the {@code remove} method to return
82  * {@code falsefor a key that previously appeared to be in the map, and
83  * for successive examinations of the key set, the value collection, and
84  * the entry set to yield successively smaller numbers of elements.
85  *
86  * <p> Each key object in a {@code WeakHashMap} is stored indirectly as
87  * the referent of a weak reference.  Therefore a key will automatically be
88  * removed only after the weak references to it, both inside and outside of the
89  * map, have been cleared by the garbage collector.
90  *
91  * <p> <strong>Implementation note:</strong> The value objects in a
92  * {@code WeakHashMap} are held by ordinary strong references.  Thus care
93  * should be taken to ensure that value objects do not strongly refer to their
94  * own keys, either directly or indirectly, since that will prevent the keys
95  * from being discarded.  Note that a value object may refer indirectly to its
96  * key via the {@code WeakHashMap} itself; that is, a value object may
97  * strongly refer to some other key object whose associated value object, in
98  * turn, strongly refers to the key of the first value object.  If the values
99  * in the map do not rely on the map holding strong references to them, one way
100  * to deal with this is to wrap values themselves within
101  * {@code WeakReferences} before
102  * inserting, as in: {@code m.put(key, new WeakReference(value))},
103  * and then unwrapping upon each {@code get}.
104  *
105  * <p>The iterators returned by the {@code iterator} method of the collections
106  * returned by all of this class's "collection view methods" are
107  * <i>fail-fast</i>: if the map is structurally modified at any time after the
108  * iterator is created, in any way except through the iterator's own
109  * {@code remove} method, the iterator will throw a {@link
110  * ConcurrentModificationException}.  Thus, in the face of concurrent
111  * modification, the iterator fails quickly and cleanly, rather than risking
112  * arbitrary, non-deterministic behavior at an undetermined time in the future.
113  *
114  * <p>Note that the fail-fast behavior of an iterator cannot be guaranteed
115  * as it is, generally speaking, impossible to make any hard guarantees in the
116  * presence of unsynchronized concurrent modification.  Fail-fast iterators
117  * throw {@code ConcurrentModificationException} on a best-effort basis.
118  * Therefore, it would be wrong to write a program that depended on this
119  * exception for its correctness:  <i>the fail-fast behavior of iterators
120  * should be used only to detect bugs.</i>
121  *
122  * <p>This class is a member of the
123  * <a href="{@docRoot}/java.base/java/util/package-summary.html#CollectionsFramework">
124  * Java Collections Framework</a>.
125  *
126  * @param <K> the type of keys maintained by this map
127  * @param <V> the type of mapped values
128  *
129  * @author      Doug Lea
130  * @author      Josh Bloch
131  * @author      Mark Reinhold
132  * @since       1.2
133  * @see         java.util.HashMap
134  * @see         java.lang.ref.WeakReference
135  */

136 public class WeakHashMap<K,V>
137     extends AbstractMap<K,V>
138     implements Map<K,V> {
139
140     /**
141      * The default initial capacity -- MUST be a power of two.
142      */

143     private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
144
145     /**
146      * The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
147      * by either of the constructors with arguments.
148      * MUST be a power of two <= 1<<30.
149      */

150     private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
151
152     /**
153      * The load factor used when none specified in constructor.
154      */

155     private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
156
157     /**
158      * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
159      */

160     Entry<K,V>[] table;
161
162     /**
163      * The number of key-value mappings contained in this weak hash map.
164      */

165     private int size;
166
167     /**
168      * The next size value at which to resize (capacity * load factor).
169      */

170     private int threshold;
171
172     /**
173      * The load factor for the hash table.
174      */

175     private final float loadFactor;
176
177     /**
178      * Reference queue for cleared WeakEntries
179      */

180     private final ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
181
182     /**
183      * The number of times this WeakHashMap has been structurally modified.
184      * Structural modifications are those that change the number of
185      * mappings in the map or otherwise modify its internal structure
186      * (e.g., rehash).  This field is used to make iterators on
187      * Collection-views of the map fail-fast.
188      *
189      * @see ConcurrentModificationException
190      */

191     int modCount;
192
193     @SuppressWarnings("unchecked")
194     private Entry<K,V>[] newTable(int n) {
195         return (Entry<K,V>[]) new Entry<?,?>[n];
196     }
197
198     /**
199      * Constructs a new, empty {@code WeakHashMap} with the given initial
200      * capacity and the given load factor.
201      *
202      * @param  initialCapacity The initial capacity of the {@code WeakHashMap}
203      * @param  loadFactor      The load factor of the {@code WeakHashMap}
204      * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative,
205      *         or if the load factor is nonpositive.
206      */

207     public WeakHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
208         if (initialCapacity < 0)
209             throw new IllegalArgumentException("Illegal Initial Capacity: "+
210                                                initialCapacity);
211         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
212             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
213
214         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
215             throw new IllegalArgumentException("Illegal Load factor: "+
216                                                loadFactor);
217         int capacity = 1;
218         while (capacity < initialCapacity)
219             capacity <<= 1;
220         table = newTable(capacity);
221         this.loadFactor = loadFactor;
222         threshold = (int)(capacity * loadFactor);
223     }
224
225     /**
226      * Constructs a new, empty {@code WeakHashMap} with the given initial
227      * capacity and the default load factor (0.75).
228      *
229      * @param  initialCapacity The initial capacity of the {@code WeakHashMap}
230      * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
231      */

232     public WeakHashMap(int initialCapacity) {
233         this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
234     }
235
236     /**
237      * Constructs a new, empty {@code WeakHashMap} with the default initial
238      * capacity (16) and load factor (0.75).
239      */

240     public WeakHashMap() {
241         this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
242     }
243
244     /**
245      * Constructs a new {@code WeakHashMap} with the same mappings as the
246      * specified map.  The {@code WeakHashMap} is created with the default
247      * load factor (0.75) and an initial capacity sufficient to hold the
248      * mappings in the specified map.
249      *
250      * @param   m the map whose mappings are to be placed in this map
251      * @throws  NullPointerException if the specified map is null
252      * @since   1.3
253      */

254     public WeakHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
255         this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
256                 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY),
257              DEFAULT_LOAD_FACTOR);
258         putAll(m);
259     }
260
261     // internal utilities
262
263     /**
264      * Value representing null keys inside tables.
265      */

266     private static final Object NULL_KEY = new Object();
267
268     /**
269      * Use NULL_KEY for key if it is null.
270      */

271     private static Object maskNull(Object key) {
272         return (key == null) ? NULL_KEY : key;
273     }
274
275     /**
276      * Returns internal representation of null key back to caller as null.
277      */

278     static Object unmaskNull(Object key) {
279         return (key == NULL_KEY) ? null : key;
280     }
281
282     /**
283      * Checks for equality of non-null reference x and possibly-null y.  By
284      * default uses Object.equals.
285      */

286     private static boolean eq(Object x, Object y) {
287         return x == y || x.equals(y);
288     }
289
290     /**
291      * Retrieve object hash code and applies a supplemental hash function to the
292      * result hash, which defends against poor quality hash functions.  This is
293      * critical because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
294      * otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
295      * in lower bits.
296      */

297     final int hash(Object k) {
298         int h = k.hashCode();
299
300         // This function ensures that hashCodes that differ only by
301         // constant multiples at each bit position have a bounded
302         // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
303         h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
304         return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
305     }
306
307     /**
308      * Returns index for hash code h.
309      */

310     private static int indexFor(int h, int length) {
311         return h & (length-1);
312     }
313
314     /**
315      * Expunges stale entries from the table.
316      */

317     private void expungeStaleEntries() {
318         for (Object x; (x = queue.poll()) != null; ) {
319             synchronized (queue) {
320                 @SuppressWarnings("unchecked")
321                     Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) x;
322                 int i = indexFor(e.hash, table.length);
323
324                 Entry<K,V> prev = table[i];
325                 Entry<K,V> p = prev;
326                 while (p != null) {
327                     Entry<K,V> next = p.next;
328                     if (p == e) {
329                         if (prev == e)
330                             table[i] = next;
331                         else
332                             prev.next = next;
333                         // Must not null out e.next;
334                         // stale entries may be in use by a HashIterator
335                         e.value = null// Help GC
336                         size--;
337                         break;
338                     }
339                     prev = p;
340                     p = next;
341                 }
342             }
343         }
344     }
345
346     /**
347      * Returns the table after first expunging stale entries.
348      */

349     private Entry<K,V>[] getTable() {
350         expungeStaleEntries();
351         return table;
352     }
353
354     /**
355      * Returns the number of key-value mappings in this map.
356      * This result is a snapshot, and may not reflect unprocessed
357      * entries that will be removed before next attempted access
358      * because they are no longer referenced.
359      */

360     public int size() {
361         if (size == 0)
362             return 0;
363         expungeStaleEntries();
364         return size;
365     }
366
367     /**
368      * Returns {@code trueif this map contains no key-value mappings.
369      * This result is a snapshot, and may not reflect unprocessed
370      * entries that will be removed before next attempted access
371      * because they are no longer referenced.
372      */

373     public boolean isEmpty() {
374         return size() == 0;
375     }
376
377     /**
378      * Returns the value to which the specified key is mapped,
379      * or {@code nullif this map contains no mapping for the key.
380      *
381      * <p>More formally, if this map contains a mapping from a key
382      * {@code k} to a value {@code v} such that
383      * {@code Objects.equals(key, k)},
384      * then this method returns {@code v}; otherwise
385      * it returns {@code null}.  (There can be at most one such mapping.)
386      *
387      * <p>A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i>
388      * indicate that the map contains no mapping for the key; it's also
389      * possible that the map explicitly maps the key to {@code null}.
390      * The {@link #containsKey containsKey} operation may be used to
391      * distinguish these two cases.
392      *
393      * @see #put(Object, Object)
394      */

395     public V get(Object key) {
396         Object k = maskNull(key);
397         int h = hash(k);
398         Entry<K,V>[] tab = getTable();
399         int index = indexFor(h, tab.length);
400         Entry<K,V> e = tab[index];
401         while (e != null) {
402             if (e.hash == h && eq(k, e.get()))
403                 return e.value;
404             e = e.next;
405         }
406         return null;
407     }
408
409     /**
410      * Returns {@code trueif this map contains a mapping for the
411      * specified key.
412      *
413      * @param  key   The key whose presence in this map is to be tested
414      * @return {@code trueif there is a mapping for {@code key};
415      *         {@code false} otherwise
416      */

417     public boolean containsKey(Object key) {
418         return getEntry(key) != null;
419     }
420
421     /**
422      * Returns the entry associated with the specified key in this map.
423      * Returns null if the map contains no mapping for this key.
424      */

425     Entry<K,V> getEntry(Object key) {
426         Object k = maskNull(key);
427         int h = hash(k);
428         Entry<K,V>[] tab = getTable();
429         int index = indexFor(h, tab.length);
430         Entry<K,V> e = tab[index];
431         while (e != null && !(e.hash == h && eq(k, e.get())))
432             e = e.next;
433         return e;
434     }
435
436     /**
437      * Associates the specified value with the specified key in this map.
438      * If the map previously contained a mapping for this key, the old
439      * value is replaced.
440      *
441      * @param key key with which the specified value is to be associated.
442      * @param value value to be associated with the specified key.
443      * @return the previous value associated with {@code key}, or
444      *         {@code nullif there was no mapping for {@code key}.
445      *         (A {@code nullreturn can also indicate that the map
446      *         previously associated {@code null} with {@code key}.)
447      */

448     public V put(K key, V value) {
449         Object k = maskNull(key);
450         int h = hash(k);
451         Entry<K,V>[] tab = getTable();
452         int i = indexFor(h, tab.length);
453
454         for (Entry<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) {
455             if (h == e.hash && eq(k, e.get())) {
456                 V oldValue = e.value;
457                 if (value != oldValue)
458                     e.value = value;
459                 return oldValue;
460             }
461         }
462
463         modCount++;
464         Entry<K,V> e = tab[i];
465         tab[i] = new Entry<>(k, value, queue, h, e);
466         if (++size >= threshold)
467             resize(tab.length * 2);
468         return null;
469     }
470
471     /**
472      * Rehashes the contents of this map into a new array with a
473      * larger capacity.  This method is called automatically when the
474      * number of keys in this map reaches its threshold.
475      *
476      * If current capacity is MAXIMUM_CAPACITY, this method does not
477      * resize the map, but sets threshold to Integer.MAX_VALUE.
478      * This has the effect of preventing future calls.
479      *
480      * @param newCapacity the new capacity, MUST be a power of two;
481      *        must be greater than current capacity unless current
482      *        capacity is MAXIMUM_CAPACITY (in which case value
483      *        is irrelevant).
484      */

485     void resize(int newCapacity) {
486         Entry<K,V>[] oldTable = getTable();
487         int oldCapacity = oldTable.length;
488         if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
489             threshold = Integer.MAX_VALUE;
490             return;
491         }
492
493         Entry<K,V>[] newTable = newTable(newCapacity);
494         transfer(oldTable, newTable);
495         table = newTable;
496
497         /*
498          * If ignoring null elements and processing ref queue caused massive
499          * shrinkage, then restore old table.  This should be rare, but avoids
500          * unbounded expansion of garbage-filled tables.
501          */

502         if (size >= threshold / 2) {
503             threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
504         } else {
505             expungeStaleEntries();
506             transfer(newTable, oldTable);
507             table = oldTable;
508         }
509     }
510
511     /** Transfers all entries from src to dest tables */
512     private void transfer(Entry<K,V>[] src, Entry<K,V>[] dest) {
513         for (int j = 0; j < src.length; ++j) {
514             Entry<K,V> e = src[j];
515             src[j] = null;
516             while (e != null) {
517                 Entry<K,V> next = e.next;
518                 Object key = e.get();
519                 if (key == null) {
520                     e.next = null;  // Help GC
521                     e.value = null//  "   "
522                     size--;
523                 } else {
524                     int i = indexFor(e.hash, dest.length);
525                     e.next = dest[i];
526                     dest[i] = e;
527                 }
528                 e = next;
529             }
530         }
531     }
532
533     /**
534      * Copies all of the mappings from the specified map to this map.
535      * These mappings will replace any mappings that this map had for any
536      * of the keys currently in the specified map.
537      *
538      * @param m mappings to be stored in this map.
539      * @throws  NullPointerException if the specified map is null.
540      */

541     public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
542         int numKeysToBeAdded = m.size();
543         if (numKeysToBeAdded == 0)
544             return;
545
546         /*
547          * Expand the map if the map if the number of mappings to be added
548          * is greater than or equal to threshold.  This is conservative; the
549          * obvious condition is (m.size() + size) >= threshold, but this
550          * condition could result in a map with twice the appropriate capacity,
551          * if the keys to be added overlap with the keys already in this map.
552          * By using the conservative calculation, we subject ourself
553          * to at most one extra resize.
554          */

555         if (numKeysToBeAdded > threshold) {
556             int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
557             if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
558                 targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
559             int newCapacity = table.length;
560             while (newCapacity < targetCapacity)
561                 newCapacity <<= 1;
562             if (newCapacity > table.length)
563                 resize(newCapacity);
564         }
565
566         for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
567             put(e.getKey(), e.getValue());
568     }
569
570     /**
571      * Removes the mapping for a key from this weak hash map if it is present.
572      * More formally, if this map contains a mapping from key {@code k} to
573      * value {@code v} such that <code>(key==null ?  k==null :
574      * key.equals(k))</code>, that mapping is removed.  (The map can contain
575      * at most one such mapping.)
576      *
577      * <p>Returns the value to which this map previously associated the key,
578      * or {@code nullif the map contained no mapping for the key.  A
579      * return value of {@code null} does not <i>necessarily</i> indicate
580      * that the map contained no mapping for the key; it's also possible
581      * that the map explicitly mapped the key to {@code null}.
582      *
583      * <p>The map will not contain a mapping for the specified key once the
584      * call returns.
585      *
586      * @param key key whose mapping is to be removed from the map
587      * @return the previous value associated with {@code key}, or
588      *         {@code nullif there was no mapping for {@code key}
589      */

590     public V remove(Object key) {
591         Object k = maskNull(key);
592         int h = hash(k);
593         Entry<K,V>[] tab = getTable();
594         int i = indexFor(h, tab.length);
595         Entry<K,V> prev = tab[i];
596         Entry<K,V> e = prev;
597
598         while (e != null) {
599             Entry<K,V> next = e.next;
600             if (h == e.hash && eq(k, e.get())) {
601                 modCount++;
602                 size--;
603                 if (prev == e)
604                     tab[i] = next;
605                 else
606                     prev.next = next;
607                 return e.value;
608             }
609             prev = e;
610             e = next;
611         }
612
613         return null;
614     }
615
616     /** Special version of remove needed by Entry set */
617     boolean removeMapping(Object o) {
618         if (!(o instanceof Map.Entry))
619             return false;
620         Entry<K,V>[] tab = getTable();
621         Map.Entry<?,?> entry = (Map.Entry<?,?>)o;
622         Object k = maskNull(entry.getKey());
623         int h = hash(k);
624         int i = indexFor(h, tab.length);
625         Entry<K,V> prev = tab[i];
626         Entry<K,V> e = prev;
627
628         while (e != null) {
629             Entry<K,V> next = e.next;
630             if (h == e.hash && e.equals(entry)) {
631                 modCount++;
632                 size--;
633                 if (prev == e)
634                     tab[i] = next;
635                 else
636                     prev.next = next;
637                 return true;
638             }
639             prev = e;
640             e = next;
641         }
642
643         return false;
644     }
645
646     /**
647      * Removes all of the mappings from this map.
648      * The map will be empty after this call returns.
649      */

650     public void clear() {
651         // clear out ref queue. We don't need to expunge entries
652         // since table is getting cleared.
653         while (queue.poll() != null)
654             ;
655
656         modCount++;
657         Arrays.fill(table, null);
658         size = 0;
659
660         // Allocation of array may have caused GC, which may have caused
661         // additional entries to go stale.  Removing these entries from the
662         // reference queue will make them eligible for reclamation.
663         while (queue.poll() != null)
664             ;
665     }
666
667     /**
668      * Returns {@code trueif this map maps one or more keys to the
669      * specified value.
670      *
671      * @param value value whose presence in this map is to be tested
672      * @return {@code trueif this map maps one or more keys to the
673      *         specified value
674      */

675     public boolean containsValue(Object value) {
676         if (value==null)
677             return containsNullValue();
678
679         Entry<K,V>[] tab = getTable();
680         for (int i = tab.length; i-- > 0;)
681             for (Entry<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
682                 if (value.equals(e.value))
683                     return true;
684         return false;
685     }
686
687     /**
688      * Special-case code for containsValue with null argument
689      */

690     private boolean containsNullValue() {
691         Entry<K,V>[] tab = getTable();
692         for (int i = tab.length; i-- > 0;)
693             for (Entry<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
694                 if (e.value==null)
695                     return true;
696         return false;
697     }
698
699     /**
700      * The entries in this hash table extend WeakReference, using its main ref
701      * field as the key.
702      */

703     private static class Entry<K,V> extends WeakReference<Object> implements Map.Entry<K,V> {
704         V value;
705         final int hash;
706         Entry<K,V> next;
707
708         /**
709          * Creates new entry.
710          */

711         Entry(Object key, V value,
712               ReferenceQueue<Object> queue,
713               int hash, Entry<K,V> next) {
714             super(key, queue);
715             this.value = value;
716             this.hash  = hash;
717             this.next  = next;
718         }
719
720         @SuppressWarnings("unchecked")
721         public K getKey() {
722             return (K) WeakHashMap.unmaskNull(get());
723         }
724
725         public V getValue() {
726             return value;
727         }
728
729         public V setValue(V newValue) {
730             V oldValue = value;
731             value = newValue;
732             return oldValue;
733         }
734
735         public boolean equals(Object o) {
736             if (!(o instanceof Map.Entry))
737                 return false;
738             Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
739             K k1 = getKey();
740             Object k2 = e.getKey();
741             if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
742                 V v1 = getValue();
743                 Object v2 = e.getValue();
744                 if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
745                     return true;
746             }
747             return false;
748         }
749
750         public int hashCode() {
751             K k = getKey();
752             V v = getValue();
753             return Objects.hashCode(k) ^ Objects.hashCode(v);
754         }
755
756         public String toString() {
757             return getKey() + "=" + getValue();
758         }
759     }
760
761     private abstract class HashIterator<T> implements Iterator<T> {
762         private int index;
763         private Entry<K,V> entry;
764         private Entry<K,V> lastReturned;
765         private int expectedModCount = modCount;
766
767         /**
768          * Strong reference needed to avoid disappearance of key
769          * between hasNext and next
770          */

771         private Object nextKey;
772
773         /**
774          * Strong reference needed to avoid disappearance of key
775          * between nextEntry() and any use of the entry
776          */

777         private Object currentKey;
778
779         HashIterator() {
780             index = isEmpty() ? 0 : table.length;
781         }
782
783         public boolean hasNext() {
784             Entry<K,V>[] t = table;
785
786             while (nextKey == null) {
787                 Entry<K,V> e = entry;
788                 int i = index;
789                 while (e == null && i > 0)
790                     e = t[--i];
791                 entry = e;
792                 index = i;
793                 if (e == null) {
794                     currentKey = null;
795                     return false;
796                 }
797                 nextKey = e.get(); // hold on to key in strong ref
798                 if (nextKey == null)
799                     entry = entry.next;
800             }
801             return true;
802         }
803
804         /** The common parts of next() across different types of iterators */
805         protected Entry<K,V> nextEntry() {
806             if (modCount != expectedModCount)
807                 throw new ConcurrentModificationException();
808             if (nextKey == null && !hasNext())
809                 throw new NoSuchElementException();
810
811             lastReturned = entry;
812             entry = entry.next;
813             currentKey = nextKey;
814             nextKey = null;
815             return lastReturned;
816         }
817
818         public void remove() {
819             if (lastReturned == null)
820                 throw new IllegalStateException();
821             if (modCount != expectedModCount)
822                 throw new ConcurrentModificationException();
823
824             WeakHashMap.this.remove(currentKey);
825             expectedModCount = modCount;
826             lastReturned = null;
827             currentKey = null;
828         }
829
830     }
831
832     private class ValueIterator extends HashIterator<V> {
833         public V next() {
834             return nextEntry().value;
835         }
836     }
837
838     private class KeyIterator extends HashIterator<K> {
839         public K next() {
840             return nextEntry().getKey();
841         }
842     }
843
844     private class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
845         public Map.Entry<K,V> next() {
846             return nextEntry();
847         }
848     }
849
850     // Views
851
852     private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
853
854     /**
855      * Returns a {@link Set} view of the keys contained in this map.
856      * The set is backed by the map, so changes to the map are
857      * reflected in the set, and vice-versa.  If the map is modified
858      * while an iteration over the set is in progress (except through
859      * the iterator's own {@code remove} operation), the results of
860      * the iteration are undefined.  The set supports element removal,
861      * which removes the corresponding mapping from the map, via the
862      * {@code Iterator.remove}, {@code Set.remove},
863      * {@code removeAll}, {@code retainAll}, and {@code clear}
864      * operations.  It does not support the {@code add} or {@code addAll}
865      * operations.
866      */

867     public Set<K> keySet() {
868         Set<K> ks = keySet;
869         if (ks == null) {
870             ks = new KeySet();
871             keySet = ks;
872         }
873         return ks;
874     }
875
876     private class KeySet extends AbstractSet<K> {
877         public Iterator<K> iterator() {
878             return new KeyIterator();
879         }
880
881         public int size() {
882             return WeakHashMap.this.size();
883         }
884
885         public boolean contains(Object o) {
886             return containsKey(o);
887         }
888
889         public boolean remove(Object o) {
890             if (containsKey(o)) {
891                 WeakHashMap.this.remove(o);
892                 return true;
893             }
894             else
895                 return false;
896         }
897
898         public void clear() {
899             WeakHashMap.this.clear();
900         }
901
902         public Spliterator<K> spliterator() {
903             return new KeySpliterator<>(WeakHashMap.this, 0, -1, 0, 0);
904         }
905     }
906
907     /**
908      * Returns a {@link Collection} view of the values contained in this map.
909      * The collection is backed by the map, so changes to the map are
910      * reflected in the collection, and vice-versa.  If the map is
911      * modified while an iteration over the collection is in progress
912      * (except through the iterator's own {@code remove} operation),
913      * the results of the iteration are undefined.  The collection
914      * supports element removal, which removes the corresponding
915      * mapping from the map, via the {@code Iterator.remove},
916      * {@code Collection.remove}, {@code removeAll},
917      * {@code retainAll} and {@code clear} operations.  It does not
918      * support the {@code add} or {@code addAll} operations.
919      */

920     public Collection<V> values() {
921         Collection<V> vs = values;
922         if (vs == null) {
923             vs = new Values();
924             values = vs;
925         }
926         return vs;
927     }
928
929     private class Values extends AbstractCollection<V> {
930         public Iterator<V> iterator() {
931             return new ValueIterator();
932         }
933
934         public int size() {
935             return WeakHashMap.this.size();
936         }
937
938         public boolean contains(Object o) {
939             return containsValue(o);
940         }
941
942         public void clear() {
943             WeakHashMap.this.clear();
944         }
945
946         public Spliterator<V> spliterator() {
947             return new ValueSpliterator<>(WeakHashMap.this, 0, -1, 0, 0);
948         }
949     }
950
951     /**
952      * Returns a {@link Set} view of the mappings contained in this map.
953      * The set is backed by the map, so changes to the map are
954      * reflected in the set, and vice-versa.  If the map is modified
955      * while an iteration over the set is in progress (except through
956      * the iterator's own {@code remove} operation, or through the
957      * {@code setValue} operation on a map entry returned by the
958      * iterator) the results of the iteration are undefined.  The set
959      * supports element removal, which removes the corresponding
960      * mapping from the map, via the {@code Iterator.remove},
961      * {@code Set.remove}, {@code removeAll}, {@code retainAll} and
962      * {@code clear} operations.  It does not support the
963      * {@code add} or {@code addAll} operations.
964      */

965     public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
966         Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
967         return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
968     }
969
970     private class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
971         public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
972             return new EntryIterator();
973         }
974
975         public boolean contains(Object o) {
976             if (!(o instanceof Map.Entry))
977                 return false;
978             Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
979             Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
980             return candidate != null && candidate.equals(e);
981         }
982
983         public boolean remove(Object o) {
984             return removeMapping(o);
985         }
986
987         public int size() {
988             return WeakHashMap.this.size();
989         }
990
991         public void clear() {
992             WeakHashMap.this.clear();
993         }
994
995         private List<Map.Entry<K,V>> deepCopy() {
996             List<Map.Entry<K,V>> list = new ArrayList<>(size());
997             for (Map.Entry<K,V> e : this)
998                 list.add(new AbstractMap.SimpleEntry<>(e));
999             return list;
1000         }
1001
1002         public Object[] toArray() {
1003             return deepCopy().toArray();
1004         }
1005
1006         public <T> T[] toArray(T[] a) {
1007             return deepCopy().toArray(a);
1008         }
1009
1010         public Spliterator<Map.Entry<K,V>> spliterator() {
1011             return new EntrySpliterator<>(WeakHashMap.this, 0, -1, 0, 0);
1012         }
1013     }
1014
1015     @SuppressWarnings("unchecked")
1016     @Override
1017     public void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
1018         Objects.requireNonNull(action);
1019         int expectedModCount = modCount;
1020
1021         Entry<K, V>[] tab = getTable();
1022         for (Entry<K, V> entry : tab) {
1023             while (entry != null) {
1024                 Object key = entry.get();
1025                 if (key != null) {
1026                     action.accept((K)WeakHashMap.unmaskNull(key), entry.value);
1027                 }
1028                 entry = entry.next;
1029
1030                 if (expectedModCount != modCount) {
1031                     throw new ConcurrentModificationException();
1032                 }
1033             }
1034         }
1035     }
1036
1037     @SuppressWarnings("unchecked")
1038     @Override
1039     public void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {
1040         Objects.requireNonNull(function);
1041         int expectedModCount = modCount;
1042
1043         Entry<K, V>[] tab = getTable();;
1044         for (Entry<K, V> entry : tab) {
1045             while (entry != null) {
1046                 Object key = entry.get();
1047                 if (key != null) {
1048                     entry.value = function.apply((K)WeakHashMap.unmaskNull(key), entry.value);
1049                 }
1050                 entry = entry.next;
1051
1052                 if (expectedModCount != modCount) {
1053                     throw new ConcurrentModificationException();
1054                 }
1055             }
1056         }
1057     }
1058
1059     /**
1060      * Similar form as other hash Spliterators, but skips dead
1061      * elements.
1062      */

1063     static class WeakHashMapSpliterator<K,V> {
1064         final WeakHashMap<K,V> map;
1065         WeakHashMap.Entry<K,V> current; // current node
1066         int index;             // current index, modified on advance/split
1067         int fence;             // -1 until first use; then one past last index
1068         int est;               // size estimate
1069         int expectedModCount;  // for comodification checks
1070
1071         WeakHashMapSpliterator(WeakHashMap<K,V> m, int origin,
1072                                int fence, int est,
1073                                int expectedModCount) {
1074             this.map = m;
1075             this.index = origin;
1076             this.fence = fence;
1077             this.est = est;
1078             this.expectedModCount = expectedModCount;
1079         }
1080
1081         final int getFence() { // initialize fence and size on first use
1082             int hi;
1083             if ((hi = fence) < 0) {
1084                 WeakHashMap<K,V> m = map;
1085                 est = m.size();
1086                 expectedModCount = m.modCount;
1087                 hi = fence = m.table.length;
1088             }
1089             return hi;
1090         }
1091
1092         public final long estimateSize() {
1093             getFence(); // force init
1094             return (long) est;
1095         }
1096     }
1097
1098     static final class KeySpliterator<K,V>
1099         extends WeakHashMapSpliterator<K,V>
1100         implements Spliterator<K> {
1101         KeySpliterator(WeakHashMap<K,V> m, int origin, int fence, int est,
1102                        int expectedModCount) {
1103             super(m, origin, fence, est, expectedModCount);
1104         }
1105
1106         public KeySpliterator<K,V> trySplit() {
1107             int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
1108             return (lo >= mid) ? null :
1109                 new KeySpliterator<>(map, lo, index = mid, est >>>= 1,
1110                                      expectedModCount);
1111         }
1112
1113         public void forEachRemaining(Consumer<? super K> action) {
1114             int i, hi, mc;
1115             if (action == null)
1116                 throw new NullPointerException();
1117             WeakHashMap<K,V> m = map;
1118             WeakHashMap.Entry<K,V>[] tab = m.table;
1119             if ((hi = fence) < 0) {
1120                 mc = expectedModCount = m.modCount;
1121                 hi = fence = tab.length;
1122             }
1123             else
1124                 mc = expectedModCount;
1125             if (tab.length >= hi && (i = index) >= 0 &&
1126                 (i < (index = hi) || current != null)) {
1127                 WeakHashMap.Entry<K,V> p = current;
1128                 current = null// exhaust
1129                 do {
1130                     if (p == null)
1131                         p = tab[i++];
1132                     else {
1133                         Object x = p.get();
1134                         p = p.next;
1135                         if (x != null) {
1136                             @SuppressWarnings("unchecked") K k =
1137                                 (K) WeakHashMap.unmaskNull(x);
1138                             action.accept(k);
1139                         }
1140                     }
1141                 } while (p != null || i < hi);
1142             }
1143             if (m.modCount != mc)
1144                 throw new ConcurrentModificationException();
1145         }
1146
1147         public boolean tryAdvance(Consumer<? super K> action) {
1148             int hi;
1149             if (action == null)
1150                 throw new NullPointerException();
1151             WeakHashMap.Entry<K,V>[] tab = map.table;
1152             if (tab.length >= (hi = getFence()) && index >= 0) {
1153                 while (current != null || index < hi) {
1154                     if (current == null)
1155                         current = tab[index++];
1156                     else {
1157                         Object x = current.get();
1158                         current = current.next;
1159                         if (x != null) {
1160                             @SuppressWarnings("unchecked") K k =
1161                                 (K) WeakHashMap.unmaskNull(x);
1162                             action.accept(k);
1163                             if (map.modCount != expectedModCount)
1164                                 throw new ConcurrentModificationException();
1165                             return true;
1166                         }
1167                     }
1168                 }
1169             }
1170             return false;
1171         }
1172
1173         public int characteristics() {
1174             return Spliterator.DISTINCT;
1175         }
1176     }
1177
1178     static final class ValueSpliterator<K,V>
1179         extends WeakHashMapSpliterator<K,V>
1180         implements Spliterator<V> {
1181         ValueSpliterator(WeakHashMap<K,V> m, int origin, int fence, int est,
1182                          int expectedModCount) {
1183             super(m, origin, fence, est, expectedModCount);
1184         }
1185
1186         public ValueSpliterator<K,V> trySplit() {
1187             int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
1188             return (lo >= mid) ? null :
1189                 new ValueSpliterator<>(map, lo, index = mid, est >>>= 1,
1190                                        expectedModCount);
1191         }
1192
1193         public void forEachRemaining(Consumer<? super V> action) {
1194             int i, hi, mc;
1195             if (action == null)
1196                 throw new NullPointerException();
1197             WeakHashMap<K,V> m = map;
1198             WeakHashMap.Entry<K,V>[] tab = m.table;
1199             if ((hi = fence) < 0) {
1200                 mc = expectedModCount = m.modCount;
1201                 hi = fence = tab.length;
1202             }
1203             else
1204                 mc = expectedModCount;
1205             if (tab.length >= hi && (i = index) >= 0 &&
1206                 (i < (index = hi) || current != null)) {
1207                 WeakHashMap.Entry<K,V> p = current;
1208                 current = null// exhaust
1209                 do {
1210                     if (p == null)
1211                         p = tab[i++];
1212                     else {
1213                         Object x = p.get();
1214                         V v = p.value;
1215                         p = p.next;
1216                         if (x != null)
1217                             action.accept(v);
1218                     }
1219                 } while (p != null || i < hi);
1220             }
1221             if (m.modCount != mc)
1222                 throw new ConcurrentModificationException();
1223         }
1224
1225         public boolean tryAdvance(Consumer<? super V> action) {
1226             int hi;
1227             if (action == null)
1228                 throw new NullPointerException();
1229             WeakHashMap.Entry<K,V>[] tab = map.table;
1230             if (tab.length >= (hi = getFence()) && index >= 0) {
1231                 while (current != null || index < hi) {
1232                     if (current == null)
1233                         current = tab[index++];
1234                     else {
1235                         Object x = current.get();
1236                         V v = current.value;
1237                         current = current.next;
1238                         if (x != null) {
1239                             action.accept(v);
1240                             if (map.modCount != expectedModCount)
1241                                 throw new ConcurrentModificationException();
1242                             return true;
1243                         }
1244                     }
1245                 }
1246             }
1247             return false;
1248         }
1249
1250         public int characteristics() {
1251             return 0;
1252         }
1253     }
1254
1255     static final class EntrySpliterator<K,V>
1256         extends WeakHashMapSpliterator<K,V>
1257         implements Spliterator<Map.Entry<K,V>> {
1258         EntrySpliterator(WeakHashMap<K,V> m, int origin, int fence, int est,
1259                        int expectedModCount) {
1260             super(m, origin, fence, est, expectedModCount);
1261         }
1262
1263         public EntrySpliterator<K,V> trySplit() {
1264             int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
1265             return (lo >= mid) ? null :
1266                 new EntrySpliterator<>(map, lo, index = mid, est >>>= 1,
1267                                        expectedModCount);
1268         }
1269
1270
1271         public void forEachRemaining(Consumer<? super Map.Entry<K, V>> action) {
1272             int i, hi, mc;
1273             if (action == null)
1274                 throw new NullPointerException();
1275             WeakHashMap<K,V> m = map;
1276             WeakHashMap.Entry<K,V>[] tab = m.table;
1277             if ((hi = fence) < 0) {
1278                 mc = expectedModCount = m.modCount;
1279                 hi = fence = tab.length;
1280             }
1281             else
1282                 mc = expectedModCount;
1283             if (tab.length >= hi && (i = index) >= 0 &&
1284                 (i < (index = hi) || current != null)) {
1285                 WeakHashMap.Entry<K,V> p = current;
1286                 current = null// exhaust
1287                 do {
1288                     if (p == null)
1289                         p = tab[i++];
1290                     else {
1291                         Object x = p.get();
1292                         V v = p.value;
1293                         p = p.next;
1294                         if (x != null) {
1295                             @SuppressWarnings("unchecked") K k =
1296                                 (K) WeakHashMap.unmaskNull(x);
1297                             action.accept
1298                                 (new AbstractMap.SimpleImmutableEntry<>(k, v));
1299                         }
1300                     }
1301                 } while (p != null || i < hi);
1302             }
1303             if (m.modCount != mc)
1304                 throw new ConcurrentModificationException();
1305         }
1306
1307         public boolean tryAdvance(Consumer<? super Map.Entry<K,V>> action) {
1308             int hi;
1309             if (action == null)
1310                 throw new NullPointerException();
1311             WeakHashMap.Entry<K,V>[] tab = map.table;
1312             if (tab.length >= (hi = getFence()) && index >= 0) {
1313                 while (current != null || index < hi) {
1314                     if (current == null)
1315                         current = tab[index++];
1316                     else {
1317                         Object x = current.get();
1318                         V v = current.value;
1319                         current = current.next;
1320                         if (x != null) {
1321                             @SuppressWarnings("unchecked") K k =
1322                                 (K) WeakHashMap.unmaskNull(x);
1323                             action.accept
1324                                 (new AbstractMap.SimpleImmutableEntry<>(k, v));
1325                             if (map.modCount != expectedModCount)
1326                                 throw new ConcurrentModificationException();
1327                             return true;
1328                         }
1329                     }
1330                 }
1331             }
1332             return false;
1333         }
1334
1335         public int characteristics() {
1336             return Spliterator.DISTINCT;
1337         }
1338     }
1339
1340 }
1341