jdk1.8.0_45源码解读——Map接口和AbstractMap抽象类的实现

jdk1.8.0_45源码解读——Map接口和AbstractMap抽象类的实现

一、 Map架构

如上图：
(01) Map 是映射接口，Map中存储的内容是键值对(key-value)。
(02) AbstractMap 是继承于Map的抽象类，它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码。
(03) SortedMap 是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对，排序的方法是通过比较器(Comparator)。
(04) NavigableMap 是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap，NavigableMap有一系列的导航方法；如"获取大于/等于某对象的键值对"、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
(05) TreeMap 继承于AbstractMap，且实现了NavigableMap接口；因此，TreeMap中的内容是“有序的键值对”！
(06) HashMap 继承于AbstractMap，但没实现NavigableMap接口；因此，HashMap的内容是“键值对，但不保证次序”！
(07) Hashtable 虽然不是继承于AbstractMap，但它继承于Dictionary(Dictionary也是键值对的接口)，而且也实现Map接口；因此，Hashtable的内容也是“键值对，也不保证次序”。但和HashMap相比，Hashtable是线程安全的，而且它支持通过Enumeration去遍历。
(08) WeakHashMap 继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同，WeakHashMap的键是“弱键”。

二、 Map接口

1. Map.Entry<K, V>的结构

　　映射项（键-值对）。Map.entrySet() 方法返回映射的 collection 视图，其中的元素属于此类。获得映射项引用的唯一方法是通过此 collection 视图的迭代器来实现。这些 Map.Entry 对象仅在迭代期间有效；更确切地讲，如果在迭代器返回项之后修改了底层映射，则某些映射项的行为是不确定的，除了通过 setValue 在映射项上执行操作之外。

K getKey();    　　   　　　　　//返回此项中对应的键值
V getValue(); 　　　　　　　　　//返回此项中对应的值
V setValue(V value);　　　　　//用指定的值替换与此项对应的值
boolean equals(Object o); 　　//比较指定对象与此项的相等性
int hashCode(); 　　　　　　　　//返回此项的哈希码

2. Map接口

将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。

Map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。映射顺序定义为迭代器在映射的 collection 视图上返回其元素的顺序。某些映射实现可明确保证其顺序，如 TreeMap 类；另一些映射实现则不保证顺序，如 HashMap 类。

注：将可变对象用作映射键时必须格外小心。当对象是映射中某个键时，如果以影响 equals 比较的方式更改了对象的值，则映射的行为将是不确定的。此项禁止的一种特殊情况是不允许某个映射将自身作为一个键包含。虽然允许某个映射将自身作为值包含，但请格外小心：在这样的映射上 equals 和 hashCode 方法的定义将不再是明确的。

public interface Map<K,V> {
    int size();
    boolean isEmpty();
    boolean containsKey(Object key);
    boolean containsValue(Object value);
    V get(Object key);
    V put(K key, V value);
    V remove(Object key);
    void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
    void clear(); 
    Set<K> keySet();
    Collection<V> values();

    //返回此映射中包含的映射关系的 set 视图
    Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
    boolean equals(Object o);
    int hashCode();
}

三、AbstractMap抽象类

1. AbstractMap.SimpleEntry<K, V>的结构

　　SimpleEntry<K, V>是维护键和值的 Entry。可以使用 setValue() 方法更改值。此类简化了构建自定义映射实现的过程。例如，可以使用 Map.entrySet().toArray 方法方便地返回 SimpleEntry实例数组。

    public static class SimpleEntry<K,V>
        implements Entry<K,V>, java.io.Serializable
    {
        private static final long serialVersionUID = -8499721149061103585L;

        private final K key;
        private V value;

        //创建一个项，它表示从指定键到指定值的映射关系
        public SimpleEntry(K key, V value) {
            this.key   = key;
            this.value = value;
        }

        //创建一个项，它表示的映射关系与指定的项相同
        public SimpleEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {
            this.key   = entry.getKey();
            this.value = entry.getValue();
        }

        //返回对应于此项的键
        public K getKey() {
            return key;
        }

        //返回对应于此项的值
        public V getValue() {
            return value;
        }

        //用指定值替换对应于此项的值,并返回旧值
        public V setValue(V value) {
            V oldValue = this.value;
            this.value = value;
            return oldValue;
        }

        //相等性检测，包括null值
        private static boolean eq(Object o1, Object o2) {
            return o1 == null ? o2 == null : o1.equals(o2);
        }
        
        //比较指定对象与此项的相等性
        public boolean equals(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
            return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());
        }

        //返回此映射项的哈希值:key值的哈希码与value值的哈希码按位异或的结果
        public int hashCode() {
            return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^
                   (value == null ? 0 : value.hashCode());
        }


        //返回此映射项的 String表示形式:key=value
        public String toString() {
            return key + "=" + value;
        }

    }

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