Java Map详解 | 「掘金日新计划 · 10 月更文挑战」

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一、本篇笔记重点内容:

  • Map的实现类结构
  • Map结构的理解
  • HashMap底层实现原理
  • LinkedHashMap的底层实现原理

二、详细知识点介绍:

Map的实现类结构

|----Map:双列数据,存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数:y = f(x) ||----HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value |||----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历。 原因:在原有的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。 对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap。 ||----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序 底层使用红黑树 ||----Hashtable:作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value |||----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型 HashMap的底层: 数组+链表 (jdk7及之前) 数组+链表+红黑树 (jdk 8)

Map结构的理解

  • Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() (以HashMap为例)
  • Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()
  • 一个键值对:key-value构成了一个Entry对象。
  • Map中的entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的entry

HashMap底层实现原理

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16
DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75
threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

JDK7:数组+链表 实例化HashMap时,会创建一个长度(哈希表初始容量)为Capacity的Entry数组,存放元素的位置称为桶(具有索引)。Entry对象带一个引用变量,用于指向下一个元素形成Entry链,元素插入(7上头插),添加过程同hashset。 扩容:当超出临界值(且要存放的位置非空)时。 默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原有的数据复制过来。是一个非常消耗性能的操作。

JDK8:数组+链表+红黑树 实例化HashMap时,会创建一个长度为InitialCapacity的Node数组,存放元素的位置称为桶(具有索引)。Node对象带一个引用变量,可能会形成Node链或变为TreeNode对象生成TreeNode树。 扩容同上 Treeify树形化:当HashMap中的其中一个链的对象个数如果达到了8个,此时如果capacity没有达到64,那么HashMap会先扩容解决,如果已经达到了64,那么这个链会变成红黑树,结点类型由Node变成TreeNode类型。

总结: jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同

  1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
  2. jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[]
  3. 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组
  4. jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。 形成链表时,七上八下(jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素) 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

**LinkedHashMap的底层实现原理** 是HashMap的子类,与LinkedHashSet类似。 LinkedHashMap可以维护Map 的迭代顺序:迭代顺序与Key-Value 对的插入顺序一致

**hashtable** 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

HashMap的底层实现原理?
HashMap 和 Hashtable的异同?
1.HashMap与Hashtable都实现了Map接口。由于HashMap的非线程安全性,效率上可能高于Hashtable。Hashtable的方法是Synchronize的,而HashMap不是,在多个线程访问Hashtable时,不需要自己为它的方法实现同步,而HashMap就必须为之提供外同步。
2.HashMap允许将null作为一个entry的key或者value,而Hashtable不允许。
3.HashMap把Hashtable的contains方法去掉了,改成containsvalue和containsKey。因为contains方法容易让人引起误解。 4.Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap是Java1.2引进的Map interface的一个实现。

三、引用参考&推荐书目: