Java 中Map接口的详解

Posted 2021-07-11 路宇_

一、.Map接口：双列数据，存储key-value 键值对的数据的集合。

Map接口的主要实现类：

1. HashMap:作为Map接口的主要实现类，线程不安全，效率高，存储null的key和value
   LinkedHashMap作为HashMap的子类: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底层原理上，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，此类的效率高于HashMap
2. TreeMap:保证按照添加的key-value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。
3. 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作为Hashtable的子类：常用来处理配置文件，key和value都是String类型。

二、Map结构的理解：

1. 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)。
2. 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()
3. 一个键值对key-value,构成了一个Entry对象
4. Map中的Entry是无序的，不可重复的，使用set存储所有的entry

三、HashMap的底层实现原理？以JDK7为例说明
HashMap hashMap = new HashMap()：
在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table
…可能已经执行过多此put了…
map.put(key1,value1):
首先调用key1所在类的hashCode()计算key1的哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到Entry数组中的存放位置。
如果此位置上的数据为空，此时key1-value1添加成功 -------情况1
如果此位置上的数据不为空（意味着此位置存在一个或多个数据，以链表的形式存在），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)
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进行存储。

扩容：在不断添加的过程中，会遇到扩容的问题，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，并将原有的数据复制过来。

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，底层创建一个长度为16的数组。
4. JDK7底层结构只有：数据+链表
5. JDK8中底层数据结构：数据+链表+红黑树 。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,且当前的数组长度大于64时，此时此索引位置上的所有数据改为红黑树存储。

DEFAULT_INITIALCAPACITY: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*默认加载因子 =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表容量为：64