java中HashTableHashMapLinkedHashMap

Posted 2020-10-06 迷路的小朋友

　　前面写了list下arrlist和linkedlist的区别也就没有下文了，抽空总结一下map下的一些类。

一、概述

　　首先说一下三个map的介绍（treemap比较特殊，暂时忽略）

　　1、hashtable：数组＋单链表结构、线程安全(操作加锁)、无序、

　　2、hashmap：数组＋单链表结构、线程不安全、无序、

　　3、linkedhashmap：继承了hashmap、数组＋单链表结构、线程不安全、有序（1、插入顺序 2、lru：最少最近访问顺序 ［采用双向链表存储顺序］）

　　上面就是三个map的大体特性，那么这些特性是怎么实现的呢，我们可以从几个方面切入源码分析三个map不同之处：构造函数、put方法、get方法、

二、底层结构

　　1、HashTable：存储一个值时，先根据key算出所存入table数组的下角标i，如果table[i]为空，直接存入生成的entry，如果不为空则从该位置的entry头遍历，如果key相同，则覆盖value，如果没有相同的key的entry，则将新生成的entry放入该数组下角标的头部；

　　/**     
　　　　* hashtable用来存储数据的数组，数组中的元素是Entry,下面说明.
     */
    private transient Entry<K,V>[] table;

    /**
     * hashtable数组中的元素为Entry,是一个key和value的结构（类中方法省略）
     */
    private static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
　　　　 //当前entry的hash值
        int hash;
　　　　//当前entry的key值
        final K key;
　　　　//当前enry的value值
        V value;
　　　　//当前entry的下一个entry（这里可以看出是一个单链表）
        Entry<K,V> next;

    }

　　2、hashmap：跟hashtable完全相同的底层结构

    /**
     * 一个空entry数组
     */
    static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};
    /**
     * 跟hashtable一样，table数组，存放entry对象，唯一区别就是直接先初始化为空数组
     */
    transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;


　　　//entry对象跟entry完全相同　
    static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;
    }

　　3、LinkedHashMap:下面的代码可以看到，linkedhashmap继承了hashmap，在hashmap的基础上加了hear双向链表和entry中的前后标记

public class LinkedHashMap<K,V>
    extends HashMap<K,V>
    implements Map<K,V>
{
      /**
     * 类中看出继承了hashmap，所以底层的数据格直接使用了hashmap的table.
　　　　　这个hear是一个链表，head为链表的头，后面涉及到
     */
    private transient Entry<K,V> header;

  /**
     * accessorder属性：用来标记hear双向链表是根绝lru排序，还是插入顺序排序
     */
    private final boolean accessOrder;
    
}

　　/**
     * linkedhashmap中的entry继承了hashmap中的enry
     */
    private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> {
        // 多了两个属性：entry前 和 entry后的记录，这是给head用的
        Entry<K,V> before, after;
    }

三、构造函数（只说明大流程）

　　1、hashtable

     * 最常用的构造函数，这里调用了this构造函数，传入两个参数11和0.75，下面说明参数意义
     */
    public Hashtable() {
        this(11, 0.75f);
    }

    /**
     * 可以看到，第一个参数为初始化的容量小，这里默认设置为11，第二个参数是扩容因子，默认当容器中有百分之75使用的时候进行扩容*/
    public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
　　　　　　//check容量设置大小
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
　　　　　　//check加载因子大小
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);

        if (initialCapacity==0)
            initialCapacity = 1;
        this.loadFactor = loadFactor;
　　　　　//根据初始容量大小，初始化entry数组（还记得上面hashtable是定义属性的时候就初始化了么）
        table = new Entry[initialCapacity];
　　　　　　//计算扩容的临界值：总容量＊加载因子
        threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
　　　　　　//计算hashseed参数，用来计算元素key的hash值
        initHashSeedAsNeeded(initialCapacity);
    }

　　可以看到：

　　　　1、hashtable默认初始化大小为11，默认扩容加载因子为0.75    

　　　　2、hashtable的数组容器在初始化时完成  

 

　　2、hashmap

    /**
     * 这里进行了代码优化，使用常量，传入两个参数为：16和0.75
     */
    public HashMap() {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }


    /**
     * 初始容量跟hashtable不一样，这里是16，加载因子都为0.75
     * capacity and load factor.*/
    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
　　　　　　//check初始容量
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);

　　　　　　//设置加载因子 和 初始容量值 
        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = initialCapacity;
　　　　　　//这个方法为空，可以看到hashmap只是将初始值设置，并没有跟hashtable一样进行计算，到目前位置table数组还是一个空数组
　　　　　　//（其实hashmap是在第一次put进元素的时候，才对hashmap的容量等信息进行初始化的，下面会看到）
        init();
    }

　　这里可以看到hashmap构造函数做的内容：

　　　　1、hashmap容器，默认容量16，扩容加载因子0.75

　　　　2、构造函数只进行了参数check和参数设置，并没有将table设置为真正的大小，也没有计算扩容的容量临界值

 

　　3、linkedhashmap

    /**
     * 完全复用的hashmap的构造函数。accessorder属性默认设置为false：就是hear链表按照插入顺序排序
     */
    public LinkedHashMap() {
        super();
        accessOrder = false;
    }

　　linkedhashmap没什么好说的，完全跟hashmap一样，多了一个head链表的排序设置。

 

四、put方法

　　1、hashtable