Map集合以及其实现类HashMap源码分析

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-06-13 08:58 26阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  双列集合框架：Map
         *   *  1.常用实现类结构
             *  2.\[问题\]
             *  3.存储结构的理解：
             *  4.常用方法
             *  5. 内存结构说明：
             *   *  5.1 HashMap在jdk7中实现原理：
                 *  5.2 HashMap在jdk8与jdk7在底层实现方面的不同：
                 *  5.3 HashMap底层典型属性的属性的说明：
                 *  5.4 LinkedHashMap的底层实现原理(了解)
             *  6. TreeMap的使用
             *  7.使用Properties读取配置文件

### 双列集合框架：Map ###

#### 1.常用实现类结构 ####

|----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，可以照添加的顺序实现遍历。
                    原因：在原的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)

#### 2.\[问题\] ####

1.  HashMap的底层实现原理？
2.  HashMap 和 Hashtable的异同？
3.  CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲)

#### 3.存储结构的理解： ####

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

图示：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDU3NDQz_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 4.常用方法 ####

**添加：put(Object key,Object value)  
删除：remove(Object key)  
修改：put(Object key,Object value)  
查询：get(Object key)  
长度：size()  
遍历：keySet() / values() / entrySet()  
清空map：  
map.clear();//并不是 map = null  
System.out.println(map.size());//0  
System.out.println(map);//\{\}**

**是否包含key：containsKey(Object key)  
是否包含value：containsValue(Object value)**

#### 5. 内存结构说明： ####

##### 5.1 HashMap在jdk7中实现原理： #####

HashMap map = new HashMap():
      在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
      ...可能已经执行过多次put...
      map.put(key1,value1):
          - 首先，调用 key1 所在类的 hashCode() 计算key1 哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
              + 如果此位置上的数据为空，此时的 key1-value1 添加成功。 ----情况1
              + 如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：
                  = 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
                  = 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
                           > 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
                           > 如果equals()返回true:使用value1替换value2。
    
    补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
    
    在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原的数据复制过来。

##### 5.2 HashMap在jdk8与jdk7在底层实现方面的不同： #####

1.  new HashMap():底层没创建一个长度为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：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。

##### 5.3 HashMap底层典型属性的属性的说明： #####

*  **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**

##### 5.4 LinkedHashMap的底层实现原理(了解) #####

LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同，因为LinkedHashMap继承于HashMap.  
区别就在于：**LinkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.**

#### 6. TreeMap的使用 ####

向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象  
因为要照key进行排序：自然排序 、定制排序

#### 7.使用Properties读取配置文件 ####

//Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
    public static void main(String[] args)  {
        
        FileInputStream fis = null;
        try {
        
            Properties pros = new Properties();
    
            fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
            pros.load(fis);//加载流对应的文件
    
            String name = pros.getProperty("name");
            String password = pros.getProperty("password");
    
            System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
        } catch (IOException e) {
        
            e.printStackTrace();
        } finally {
        
            if(fis != null){
        
                try {
        
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
    
            }
        }

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