容器--IdentityHashMap

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了容器--IdentityHashMap相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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.

以上是关于容器--IdentityHashMap的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Java容器-引用分类与部分Map用法

java中key值可以重复的map:IdentityHashMap

允许Key重复的Map - IdentityHashMap

IdentityHashMap数据结构

为什么IdentityHashMap使用线性探测来解决冲突

java:Map借口及其子类HashMap五,identityHashMap子类