Map 集合介绍
Map 集合是以 Key-Value 键值对作为存储元素实现的哈希结构,Key 按某种哈希函数计算后是唯一的,Value 则是可以重复的。 常用的 Map 集合主要有 HashMap 和 TreeMap 这两个类。
HashMap 集合介绍
HashMap 是基于哈希表的数据结构实现的(数组+链表),无序,Value 值可以重复,可以存入null键和null值,线程不同步不安全,效率较高。
哈希表:根据关键码值(Key value)直接进行访问的数据结构。通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做哈希函数,存放记录的数组就叫做哈希表。
HashMap 组成
HashMap 是基于哈希表的数据结构实现的(数组+链表)。两个重要的属性:加载因子(loadFactor)和边界值(threshold)。底层源码如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
| static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; final K key; V value; Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; } }
|
HashMap Put 方法介绍
初始化完成后,HashMap 就可以使用 put() 方法添加键值对了。从下面源码可以看出,当程序将一个 key-value 对添加到 HashMap 中,程序首先会根据该 key 的 hashCode() 返回值,再通过 hash() 方法计算出 hash 值,再通过 putVal 方法中的 (n - 1) & hash 决定该 Node 的存储位置。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
| public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; }
|
HasnMap 线程不安去
HashMap线程不安全,它的线程不安全主要发生在put等对HashEntry有直接写操作的地方,从put操作的源码不难看出,线程不安全主要可能发生在这两个地方:
- key已经存在,需要修改HashEntry对应的value。
- key不存在,在HashEntry中做插入。
解决方法:
- 可以用 Collections的synchronizedMap方法。
- 使用ConcurrentHashMap类,相较于HashTable锁住的是对象整体, ConcurrentHashMap基于lock实现锁分段技术。首先将Map存放的数据分成一段一段的存储方式,然后给每一段数据分配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段的数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。
TreeMap 集合介绍
TreeMap 底层结构是红黑树,有序,具体顺序可以由指定的 Comparator 来决定,或者根据键的自然顺序来判断,默认是升序排序。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
| public V put(K key, V value) { Entry<K,V> t = root; if (t == null) { compare(key, key);
root = new Entry<>(key, value, null); size = 1; modCount++; return null; } int cmp; Entry<K,V> parent; Comparator<? super K> cpr = comparator; if (cpr != null) { do { parent = t; cmp = cpr.compare(key, t.key); if (cmp < 0) t = t.left; else if (cmp > 0) t = t.right; else return t.setValue(value); } while (t != null); } else { if (key == null) throw new NullPointerException(); @SuppressWarnings("unchecked") Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key; do { parent = t; cmp = k.compareTo(t.key); if (cmp < 0) t = t.left; else if (cmp > 0) t = t.right; else return t.setValue(value); } while (t != null); } Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent); if (cmp < 0) parent.left = e; else parent.right = e; fixAfterInsertion(e); size++; modCount++; return null; }
|