集合类框架之--Map

java集合框架---Map体系

 

HashMap层次体系：

1.实现了Cloneable，可以被克隆

2.实现了Serializable，可以被序列化

3.继承AbstractMap，实现了Map接口，具有Map的所有功能。

 

 

HashMap的底层结构为 数组+链表或红黑树，当链表的数量达到一定数量的时候，会转换成红黑树。红黄树的节点树remove到一定数量的时候，会重新转换成链表。

数组的查询效率为O(1)，链表的查询效率是O(k)，红黑树的查询效率是O(log n)，n为一个桶中的元素个数，当元素数量非常多的时候，转化为红黑树能极大地提高效率。

 

put(K key, V value)方法

public V put(K key, V value) {
    // 调用hash(key)计算出key的hash值(hash发散)
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}


final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    // 如果table数量为0，初始化
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        //使用resize（）进行初始化
        n = (tab = resize()).length;
    // 如果桶没有元素
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        // 新建一个Node放在第一个位置
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        // 桶中已经有元素了
        Node<K,V> e; K k;
        // 如果桶中第一个元素的key与待插入元素的key相同，保存到e中用于后续修改value值
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        // 如果第一个元素是树节点，则调用树节点的putTreeVal插入元素
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            // 遍历这个桶对应的链表，binCount用于存储链表中元素的个数
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                // 如果链表遍历完了都没有找到相同key的元素，说明该key对应的元素不存在，则在链表最后插入一个新节点
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 如果插入新节点后链表长度大于8，则判断是否需要树化，因为第一个元素没有加到binCount中，所以这里-1
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                // 如果待插入的key在链表中找到了，则退出循环
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        // 如果找到了对应key的元素
        if (e != null) { // existing mapping for key
            // 记录下旧值
            V oldValue = e.value;
            // 判断是否需要替换旧值
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                // 替换旧值为新值
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            // 返回旧值
            return oldValue;
        }
    }

    // 到这里了说明没有找到元素，修改次数加1
    ++modCount;
    // 元素数量加1，判断是否需要扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    // 没找到元素返回null
    return null;
}

HashMap的 put方法主要逻辑：

1.Node[] 数组未初始化，则初始化

2.对key求hash值，计算下标

3.如果没有碰撞，直接放桶里

4.如果碰撞了，判断链表中存在该元素，存在则替换，不存在则插到链表的后面

5.如果链表的长度大于8，则转换成红黑树

6.判断桶是否已经满了，满了则需要扩容

 

 

 

ConcurrentHashMap层次体系：

 

ConcurrentHashMap的put方法主要逻辑：

1.判断Node[]是否初始化，没有初始化则初始化

2.通过Hash定位数组的索引坐标，是否有节点存在，

没有则使用CAS进行节点的添加（链表头节点），失败进入下一层循环

3.检查内部是否正在进行扩容，如果正在扩容，协助扩容（。。。）

4. if var7 ！= null  ，则使用synchronized锁住元素

　　　a.如果是链表，添加

　　    b.如果是红黑树，添加

5.判断链表的长度 >=8 ，超过临界值，就把链表转换成红黑树 

 

 

 

总结：

HashMap：线程不安全，数组+链表，红黑树

HashTable：锁住整个对象，线程安全，数组+链表

ConcurrentHashMap：CAS判断对应的坐标是否有节点，有节点，用同步锁锁住，数组+链表+红黑树