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java-集合下 Map篇

java-集合下 Map篇

Map用于存储键值对,根据键得到值,因此不允许键重复,值可以重复。

一、HashMap

HashMap是一个最常用的Map,它根据键的hashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度。HashMap 最多只允许一条记录的键为null ,不允许多条记录的值为null。HashMap不支持线程的同步,即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap,可能会导致数据的不一致。如果需要同步,可以用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法使HashMap具有同步的能力。

Java中数据存储方式最底层的两种结构,一种是 数组 ,另一种就是 链表 ,数组的特点:连续空间,寻址迅速,但是在删除或者添加元素的时候需要有较大幅度的移动,所以查询速度快,增删较慢。而链表正好相反,由于空间不连续,寻址困难,增删元素只需修改指针,所以查询慢、增删快。有没有一种数据结构来综合一下数组和链表,以便发挥他们各自的优势?答案是肯定的!就是: 哈希表 。哈希表具有较快(常量级)的查询速度,及相对较快的增删速度,所以很适合在海量数据的环境中使用。一般实现哈希表的方法采用“拉链法”,我们可以理解为 “链表的数组” , 如下图

从上图中,我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的,一个长度为16的数组中,每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得,也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中,12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。它的内部其实是用一个Entity数组来实现的,属性有key、value、next。接下来我会从初始化阶段详细的讲解HashMap的内部结构。

二、Hashtable

HashTable和HashMap采用相同的存储机制,二者的实现基本一致,不同的是:

1、HashMap是非线程安全的,HashTable是线程安全的,内部的方法基本都是 synchronized

2、HashTable 不允许有null值 的存在。

在HashTable中调用put方法时,如果key为null,直接抛出NullPointerException。其它细微的差别还有,比如初始化Entry数组的大小等等,但基本思想和HashMap一样。

三、 LinkedHashMap

LinkedHashMap保存了记录的插入顺序,在用Iteraor遍历LinkedHashMap时,先得到的记录肯定是先插入的。在遍历的时候会比HashMap慢。有HashMap的全部特性。

四、TreeMap

TreeMap能够把它保存的记录根据键排序,默认是按升序排序,也可以指定排序的比较器。当用Iteraor遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。TreeMap的键和值都不能为空。

五、ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是 线程安全的HashMap 的实现。同样是线程安全的类,它与HashTable在同步方面有什么不同呢?

之前我们说,synchronized关键字加锁的原理,其实是对对象加锁,不论你是在方法前加synchronized还是语句块前加,锁住的都是对象整体,但是ConcurrentHashMap的同步机制和这个不同,它不是加synchronized关键字,而是基于 lock 操作的,这样的目的是保证同步的时候,锁住的不是整个对象。事实上,ConcurrentHashMap可以满足concurrentLevel个线程并发无阻塞的操作集合对象。


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