1、Map的概括总结
(01) Map 是“键值对”映射的抽象接口。
(02) AbstractMap 实现了Map中的绝大部分函数接口。它减少了“Map的实现类”的重复编码。
(03) SortedMap 有序的“键值对”映射接口。
(04) NavigableMap 是继承于SortedMap的,支持导航函数的接口。具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法。
(05) HashMap, Hashtable, TreeMap, WeakHashMap这4个类是“键值对”映射的实现类。它们各有区别!
HashMap 是基于“拉链法”实现的散列表。一般用于单线程程序中。
Hashtable 也是基于“拉链法”实现的散列表。它一般用于多线程程序中。
WeakHashMap 也是基于“拉链法”实现的散列表,它一般也用于单线程程序中。相比HashMap,WeakHashMap中的键是“弱键”,当“弱键”被GC回收时,它对应的键值对也会被从WeakHashMap中删除;而HashMap中的键是强键。
TreeMap 是有序的散列表,它是通过红黑树实现的。它一般用于单线程中存储有序的映射。
2、HashMap和Hashtable异同
2.1、HashMap和Hashtable的相同点
HashMap和Hashtable都是存储“键值对(key-value)”的散列表,而且都是采用拉链法实现的。
存储的思想都是:通过table数组存储,数组的每一个元素都是一个Entry;而一个Entry就是一个单链表,Entry链表中的每一个节点就保存了key-value键值对数据。
添加key-value键值对:首先,根据key值计算出哈希值,再计算出数组索引(即,该key-value在table中的索引)。然后,根据数组索引找到Entry(即,单链表),再遍历单链表,将key和链表中的每一个节点的key进行对比。若key已经存在Entry链表中,则用该value值取代旧的value值;若key不存在Entry链表中,则新建一个key-value节点,并将该节点插入Entry链表的表头位置。
删除key-value键值对:删除键值对,相比于“添加键值对”来说,简单很多。首先,还是根据key计算出哈希值,再计算出数组索引(即,该key-value在table中的索引)。然后,根据索引找出Entry(即,单链表)。若节点key-value存在与链表Entry中,则删除链表中的节点即可。
2.2、HashMap和Hashtable的不同点
2.2.1、继承和实现方式不一样
HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口
Hashtable 继承于Dictionary,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口
Dictionary是一个抽象类,它直接继承于Object类,没有实现任何接口。Dictionary类是JDK 1.0的引入的。虽然Dictionary也支持“添加key-value键值对”、“获取value”、“获取大小”等基本操作,但它的API函数比Map少;而且Dictionary一般是通过Enumeration(枚举类)去遍历,Map则是通过Iterator(迭代器)去遍历。 然而‘由于Hashtable也实现了Map接口,所以,它即支持Enumeration遍历,也支持Iterator遍历
2.2.2、线程安全不同
Hashtable的几乎所有函数都是同步的,即它是线程安全的,支持多线程。
HashMap的函数则是非同步的,它不是线程安全的。若要在多线程中使用HashMap,需要我们额外的进行同步处理。
对HashMap的同步处理可以使用Collections类提供的synchronizedMap静态方法,或者直接使用JDK
5.0之后提供的java.util.concurrent包里的ConcurrentHashMap类。
2.2.3、支持的遍历种类不同
HashMap只支持Iterator(迭代器)遍历。
Hashtable支持Iterator(迭代器)和Enumeration(枚举器)两种方式遍历
Enumeration 是JDK 1.0添加的接口,只有hasMoreElements(), nextElement() 两个API接口,不能通过Enumeration()对元素进行修改 而Iterator 是JDK 1.2才添加的接口,支持hasNext(), next(), remove() 三个API接口。HashMap也是JDK 1.2版本才添加的,所以用Iterator取代Enumeration,HashMap只支持Iterator遍历。
2.2.4、对null值的支持不同
HashMap的key、value都可以为null
Hashtable的key、value都不可以为null
Hashtable的key或value,都不能为null!否则,会抛出异常NullPointerException
HashMap的key、value都可以为null。
当HashMap的key为null时,HashMap会将其固定的插入table[0]位置(即HashMap散列表的第一个位置);而且table[0]处只会容纳一个key为null的值,当有多个key为null的值插入的时候,table[0]会保留最后插入的value
2.2.5、通过Iterator迭代器遍历时,遍历的顺序不同
HashMap是“从前向后”的遍历数组;再对数组具体某一项对应的链表,从表头开始进行遍历
Hashtabl是“从后往前”的遍历数组;再对数组具体某一项对应的链表,从表头开始进行遍历
HashMap和Hashtable都实现Map接口,所以支持获取它们“key的集合”、“value的集合”、“key-value的集合”,然后通过Iterator对这些集合进行遍历。由于“key的集合”、“value的集合”、“key-value的集合”的遍历原理都是一样的;下面,我以遍历“key-value的集合”来进行说明。HashMap 和Hashtable 遍历"key-value集合"的方式是:(01) 通过entrySet()获取“Map.Entry集合”。
1 // 返回“HashMap的Entry集合” 2 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { 3 return entrySet0(); 4 } 5 // 返回“HashMap的Entry集合”,它实际是返回一个EntrySet对象 6 private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() { 7 Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet; 8 return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet()); 9 } 10 // EntrySet对应的集合 11 // EntrySet继承于AbstractSet,说明该集合中没有重复的EntrySet。 12 private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> { 13 ... 14 public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() { 15 return newEntryIterator(); 16 } 17 ... 18 } 19 // 返回一个“entry迭代器” 20 Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() { 21 return new EntryIterator(); 22 } 23 // Entry的迭代器 24 private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> { 25 public Map.Entry<K,V> next() { 26 return nextEntry(); 27 } 28 } 29 private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> { 30 // 下一个元素 31 Entry<K,V> next; 32 // expectedModCount用于实现fail-fast机制。 33 int expectedModCount; 34 // 当前索引 35 int index; 36 // 当前元素 37 Entry<K,V> current; 38 39 HashIterator() { 40 expectedModCount = modCount; 41 if (size > 0) { // advance to first entry 42 Entry[] t = table; 43 // 将next指向table中第一个不为null的元素。 44 // 这里利用了index的初始值为0,从0开始依次向后遍历,直到找到不为null的元素就退出循环。 45 while (index < t.length && (next = t[index++]) == null) 46 ; 47 } 48 } 49 50 public final boolean hasNext() { 51 return next != null; 52 } 53 54 // 获取下一个元素 55 final Entry<K,V> nextEntry() { 56 if (modCount != expectedModCount) 57 throw new ConcurrentModificationException(); 58 Entry<K,V> e = next; 59 if (e == null) 60 throw new NoSuchElementException(); 61 62 // 注意!!! 63 // 一个Entry就是一个单向链表 64 // 若该Entry的下一个节点不为空,就将next指向下一个节点; 65 // 否则,将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。 66 if ((next = e.next) == null) { 67 Entry[] t = table; 68 while (index < t.length && (next = t[index++]) == null) 69 ; 70 } 71 current = e; 72 return e; 73 } 74 75 ... 76 }