HashMap
hashMap的属性:
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
//序列号,序列化的时候使用。
private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
/**默认容量,1向左移位4个,00000001变成00010000,也就是2的4次方为16,使用移位是因为移位是计算机基础运算,效率比加减乘除快。**/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
//最大容量,2的30次方。
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//加载因子,用于扩容使用。
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//当某个桶节点数量大于8时,会转换为红黑树。
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
//当某个桶节点数量小于6时,会转换为链表,前提是它当前是红黑树结构。
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
//当整个hashMap中元素数量大于64时,也会进行转为红黑树结构。
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
//存储元素的数组,transient关键字表示该属性不能被序列化
transient Node<K,V>[] table;
//将数据转换成set的另一种存储形式,这个变量主要用于迭代功能。
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
//元素数量
transient int size;
//统计该map修改的次数
transient int modCount;
//临界值,也就是元素数量达到临界值时,会进行扩容。
int threshold;
//也是加载因子,只不过这个是变量。
final float loadFactor;
常用方法
put(K key, V value)
将键值对插入map中,如果key已存在,则替换相应的value。
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
// hash key的hash值
// onlyIfAbsent 如果是true,即使指定参数key在map中已经存在,也不会替换value
// evict 如果是false,数组table在创建模式中
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
}
putVal() 简单步骤:
- 如果指定参数hash在表中没有对应的桶,即为没有碰撞,直接将键值对插入到哈希表中即可。
- 如果定位到的数组位置有元素就和要插入的 key 比较,如果key相同就直接覆盖;如果 key 不相同,就判断该节点是否是一个树节点,如果是就调用 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value)将元素添加进入;如果不是就遍历链表插入,插入后判断链表是否需要转换成树。
/**
* Implements Map.put and related methods
*
* @param hash 根据静态方法hash获得的hash值
* @param key 键
* @param value 值
* @param onlyIfAbsent if true,当键相同时,不修改已存在的值
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//定义一个临时链表数组,对hashmap中的table进行操作,n是table的长度,为hashmap初始化时定义的值,是2的幂,i为tab的游标
//如果这个hashmap是空的
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//就resize一下这个hashmap,获取容量
n = (tab = resize()).length;
//这行代码的意思是获取tab链表数组中的第length个链表,如果链表为空,就创建新节点添加进去,它的nextnode为null
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 &&
//如果hash相同,键相同,就直接把p指向e
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//如果p节点类型为红黑树,就添加到红黑树中
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//链表数组中如果不出现hash碰撞,最完美的情况应该是每个链表都是单结点,这里统计链表中节点的个数
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
//把新来的结点加入到这条链表的最后
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//如果链表中节点个数大于TREEIFY_THRESHOLD-1,也就是7,为什么是7呢,因为第一个节点不算进去,所以应该算是8个结点了
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
//把这个链表转化成红黑树,然后直接退出循环
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//在结点遍历的过程中,如果有hash值相同的情况,且key值相同,就直接退出循环,把这个找到的结点直接赋值
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
//每次都指向下一个结点
p = e;
}
}
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
//在onlyIfAbsent为false时,可以覆盖键值对,或者onlyIfAbesent为true但是value为空时也可以覆盖
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
//返回的是e.value的指向
return oldValue;
}
}
//操作数+1
++modCount;
//如果链表数组大小大于了阈值,就扩容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
HashTable
HashTable已经被淘汰了,不要在代码中再使用它。
以下描述来自于HashTable的类注释:
If a thread-safe implementation is not needed, it is recommended to use HashMap in place of Hashtable. If a thread-safe highly-concurrent implementation is desired, then it is recommended to use java.util.concurrent.ConcurrentHashMap in place of Hashtable.
简单来说就是,如果你不需要线程安全,那么使用HashMap,如果需要线程安全,那么使用ConcurrentHashMap。HashTable已经被淘汰了,不要在新的代码中再使用它。
LinkedHashMap
LinkedHashMap继承了HashMap,只不是是扩展了Entry类,增加了指向上一个节点的指针、指向下一个节点的指针。然后定义了一个扩展entry类的头节点按照存入顺序或访问顺序保存这个双向链表。
与 HashMap 比较
相同点:
- 都是基于哈希表的实现,存储的是键值对映射。
- 都继承了AbstractMap,实现了Map、Cloneable、Serializable。
- 它们的构造函数都一样。
- 默认的容量大小是16,默认的加载因子是0.75。
- 都允许key和value为null。
- 都是线程不安全的。
不同点:
- 底层结构:HashMap是数组+链表+红黑树;LinkedHashMap是数组+链表+红黑树+双向循环链表。
- HashMap无序,LinkedHashMap有序。
TreeMap
TreeMap是基于红黑树实现的一个保证有序性的Map,继承了AbstractMap,实现了NavigableMap、Cloneable、java.io.Serializable接口。NavigableMap接口继承自SortedMap接口,意味着TreeMap中的元素是有序的。
与HashMap比较
相同点:
- 存储的是键值对映射。
- 都继承了AbstractMap,实现了Cloneable、Serializable。
- 都是非同步的,即线程不安全。
不同点:
- 数据结构:HashMap是数组+链表+红黑树;TreeMap是红黑树。
- HashMap无序,TreeMap有序。
- TreeMap实现了NavigableMap接口。
- 增删改查操作复杂度:HashMap是O(1),TreeMap是O(log n)。
ConcurrentHashMap
HashMap的线程安全实现。
与HashMap比较
- hashMap可以有null的键,concurrentMap不可以有
- hashMap是线程不安全的,在多线程的时候需要Collections.synchronizedMap(hashMap),ConcurrentMap使用了重入锁保证线程安全。
- 在删除元素时候,两者的算法不一样。
- ConcurrentHashMap和Hashtable主要区别就是围绕着锁的粒度以及如何锁,可以简单理解成把一个大的HashTable分解成多个,形成了锁分离。