Java Map 體系架構深度解析：接口層次、核心實現、導航操作與弱引用特性

接口繼承體系

Map (K,V)
├── SortedMap (Key 有序、Comparator)
│   └── NavigableMap (導航方法：floor/ceiling/higher/lower...)
└── ConcurrentMap (並發操作)
    └── ConcurrentNavigableMap

核心實現類對比

NavigableMap 導航方法詳解

NavigableMap map = new TreeMap<>();
map.put("d", "4"); map.put("b", "2"); map.put("f", "6");

// 向下查找 (≤)
map.floorEntry("c");   // b=2
map.floorKey("c");     // b

// 向上查找 (≥)
map.ceilingEntry("c"); // d=4
map.ceilingKey("c");   // d

// 邊界
map.firstEntry();      // 最小
map.lastEntry();       // 最大
map.pollFirstEntry();  // 取出並移除最小
map.pollLastEntry();   // 取出並移除最大

// 子視圖 (視圖修改影響原 Map)
map.subMap("b", true, "f", false); // [b, f)
map.headMap("d", true);            // ≤ d
map.tailMap("d", false);           // > d

// 反序視圖
NavigableMap desc = map.descendingMap();

WeakHashMap 原理與場景

• Key 為 WeakReference，GC 掃描到無強引用 Key 時，Entry 自動失效
• 需定期調用 size() 或遍歷觸發清理
• 典型場景：緩存元數據、監聽器註冊表、ClassLoader 相關緩存

AbstractMap 骨架實現

模板方法模式：子類實現 entrySet()，父類提供 keySet()、values()、putAll、toString、equals/hashCode 等通用邏輯。

選型速查

• 一般業務 → HashMap
• 需保持插入順序 → LinkedHashMap
• 需 Key 有序/範圍查詢 → TreeMap
• 高併發讀寫 → ConcurrentHashMap
• 緩存、生命週期跟隨 Key → WeakHashMap
• 舊代碼兼容 → Hashtable（不推薦新項目）

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