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

HashMapHashtable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 }
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