容器--IdentityHashMap

Posted 2020-08-05 海上劳工

一、概述

　　IdentityHashMap也是一类特殊的Map，根据其名字，Identity，即同一性，其表现出的具体特点便是，在判断Map中的两个key是否相等时，只通过==来判断，而不通过equals，也就是说，如果两个key相同，那么这两个key必须是同一个对象。

 　 除此之外，虽然这也是HashMap，即至少是Key的存储是基于Hash实现的，但其存储方式跟HashMap还是有很大的不一样。下面详细分几个方面进行说明。

 

二、实现分析 

　　1. 初始化

　　可以通过三种方式来构造一个IdentityHashMap, 如下：

    public IdentityHashMap() {
        init(DEFAULT_CAPACITY);//默认32
    }

    public IdentityHashMap(int expectedMaxSize) {
        if (expectedMaxSize < 0)
            throw new IllegalArgumentException("expectedMaxSize is negative: " + expectedMaxSize);
        init(capacity(expectedMaxSize));
    }

    public IdentityHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        // Allow for a bit of growth
        this((int) ((1 + m.size()) * 1.1));
        putAll(m);
    }

       可以看到，以上三种方式最终都调用了init方法，而传入的参数即是容器的容量，而第二个方法中，在调用init之前会先对参数值进行处理，其目的是根据当前值构造一个最接近该数值的2的指数倍，这样，保证初始化时，容量的大小为2的指数倍。

       初始化的具体过程如下：

　　private void init(int initCapacity) {

        threshold = (initCapacity * 2)/3; //阈值为初始值的2/3,所以对于默认值32来说,
        //其大小为32*2/3=21,这是key的个数
        table = new Object[2 * initCapacity];//为什么*2,因为值也是放在这个table中的
        //所以table的size不等于容量
    }

　    代码很简单，设置阈值为容量的2/3，并申请一个2倍于容量的数组。之所以这里要扩大一倍，是因为Map值也存储于这个数组中，所以，需要与key一一对应。

 

　　2.存储

　　对于存储来说，我们还是来看下put的实现

public V put(K key, V value) {
        Object k = maskNull(key);
        Object[] tab = table;
        int len = tab.length;
        int i = hash(k, len);

        Object item;
        while ( (item = tab[i]) != null) {
            if (item == k) {
                V oldValue = (V) tab[i + 1];
                tab[i + 1] = value;
                return oldValue;
            }
            i = nextKeyIndex(i, len);
        }

        modCount++;  //新增加一个
        tab[i] = k;
        tab[i + 1] = value;
        if (++size >= threshold)
            resize(len); // len == 2 * current capacity.
        return null;
    }


    private static int nextKeyIndex(int i, int len) {
        return (i + 2 < len ? i + 2 : 0);
    }

 

　　根据上面的业务逻辑，我们将其用流程图表示如下：

　　根据流程图我们不难理解这个逻辑，有几点需要注意一下：

　　1）key和value的值实际上都是存储在数组中的，而且val是挨着key存储的。

      2）当发生冲突的时候，这里采用的方式是依次找下一个，直到有空的位置，或者找到key应有的位置。

　　3）因为在超过阈值后会进行resize的操作，table的长度会被扩大一倍，所以步骤2）一定能找到一个空位置，或者找到之前设置的位置。

　　如果没有自动扩容机制，则步骤2）很可能会出现死循环。

 

     3. 查找

     get方法的实现逻辑如下：

     

public V get(Object key) {
        Object k = maskNull(key);
        Object[] tab = table;
        int len = tab.length;
        int i = hash(k, len);//表的长度,2的n次方
        while (true) {
            Object item = tab[i];
            if (item == k)
                return (V) tab[i + 1];
            if (item == null)
                return null; //那么这个表示不存在该key, 所以返回null
            i = nextKeyIndex(i, len);
        }
    }

　　这个过程很简单，了解了存储机制后，这个就容易理解了，需要说明的是，如果该位置为null，表示该位置未存储key, 返回null.

　　4. 删除

　　删除的业务逻辑如下：

public V remove(Object key) {
        Object k = maskNull(key);
        Object[] tab = table;
        int len = tab.length;
        int i = hash(k, len);

        while (true) {
            Object item = tab[i];
            if (item == k) {
                modCount++;
                size--;
                V oldValue = (V) tab[i + 1];
                tab[i + 1] = null;
                tab[i] = null;
                closeDeletion(i);
                return oldValue;
            }
            if (item == null) //未找到该key
                return null;
            i = nextKeyIndex(i, len);
        }

    }

      查找的逻辑还是比较好理解，删除的话，实际上就是把相应位置的值置null，实现引用的消除，以便垃圾回收。

 

三、总结

　　上面我们大致分析了这类Map的存储机制，总的来说还是比较简单，和HashMap有类似的地方，但实现方式差别很大。主要差别整理如下 ：

 

　　1）IdentityHashMap的loadFactor固定为2/3

　　2）IdentityHashMap的所有key和value都存储在数组中，key后的下一个位置即是对应的value

　　3）IdentityHashMap的冲突检测方式为线性再探测，即找下一个元素再探测，没有链式结构

　　4）最重要的一点，判断两个key是否相同，只根据==来判断，不使用equals

 

　　如果我们的业务需要有第4）点的需求，则可以使用IdentityHashMap.