2.HashMap在Java1.7与1.8中的区别
同系列文章:(1)美团面试题:Hashmap的结构,1.7和1.8有哪些区别,史上最深入的分析
1.Java源码分析:HashMap 1.8 相对于1.7 到底更新了什么?(转载)
=======
2.HashMap在Java1.7与1.8中的区别
基于JDK1.7.0_80与JDK1.8.0_66做的分析
JDK1.7中
使用一个Entry数组来存储数据,用key的hashcode取模来决定key会被放到数组里的位置,如果hashcode相同,或者hashcode取模后的结果相同(hash collision),那么这些key会被定位到Entry数组的同一个格子里,这些key会形成一个链表。
在hashcode特别差的情况下,比方说所有key的hashcode都相同,这个链表可能会很长,那么put/get操作都可能需要遍历这个链表
也就是说时间复杂度在最差情况下会退化到O(n)
JDK1.8中
使用一个Node数组来存储数据,但这个Node可能是链表结构,也可能是红黑树结构
如果插入的key的hashcode相同,那么这些key也会被定位到Node数组的同一个格子里。
如果同一个格子里的key不超过8个,使用链表结构存储。
如果超过了8个,那么会调用treeifyBin函数,将链表转换为红黑树。
那么即使hashcode完全相同,由于红黑树的特点,查找某个特定元素,也只需要O(log n)的开销
也就是说put/get的操作的时间复杂度最差只有O(log n)
听起来挺不错,但是真正想要利用JDK1.8的好处,有一个限制:
key的对象,必须正确的实现了Compare接口
如果没有实现Compare接口,或者实现得不正确(比方说所有Compare方法都返回0)
那JDK1.8的HashMap其实还是慢于JDK1.7的
简单的测试数据如下:
向HashMap中put/get 1w条hashcode相同的对象
JDK1.7: put 0.26s,get 0.55s
JDK1.8(未实现Compare接口):put 0.92s,get 2.1s
但是如果正确的实现了Compare接口,那么JDK1.8中的HashMap的性能有巨大提升,这次put/get 100W条hashcode相同的对象
JDK1.8(正确实现Compare接口,):put/get大概开销都在320ms左右
为什么要这么操作呢?
我认为应该是为了避免Hash Collision DoS攻击
Java中String的hashcode函数的强度很弱,有心人可以很容易的构造出大量hashcode相同的String对象。
如果向服务器一次提交数万个hashcode相同的字符串参数,那么可以很容易的卡死JDK1.7版本的服务器。
但是String正确的实现了Compare接口,因此在JDK1.8版本的服务器上,Hash Collision DoS不会造成不可承受的开销。
参考资料:
jdk1.7.0_80的HashMap源码
jdk1.8.0_66的HashMap源码
1.Java源码分析:HashMap 1.8 相对于1.7 到底更新了什么?(转载)
前言
HashMap
在Java
和Android
开发中非常常见- 而
HashMap 1.8
相对于HashMap 1.7
更新多 - 今天,我将通过源码分析
HashMap 1.8
,从而讲解HashMap 1.8
相对于HashMap 1.7
的更新内容,希望你们会喜欢。
- 本文基于版本
JDK 1.8
,即Java 8
- 关于版本
JDK 1.7
,即Java 7
,具体请看文章Java:手把手带你源码分析 HashMap 1.7
目录
1. 简介
- 类定义
public class HashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
- 主要简介
HashMap
的实现在JDK 1.7
和JDK 1.8
差别较大- 今天,我将对照
JDK 1.7
的源码,在此基础上讲解JDK 1.8
中HashMap
的源码解析
请务必打开
JDK 1.7
对照看:Java:手把手带你源码分析 HashMap 1.7
2. 数据结构:引入了 红黑树
2.1 主要介绍
关于 红黑树 的简介
更加具体的了解,请:点击阅读文章
2.2 存储流程
注:为了让大家有个感性的认识,只是简单的画出存储流程,更加详细 & 具体的存储流程会在下面源码分析中给出
2.3 数组元素 & 链表节点的 实现类
HashMap
中的数组元素 & 链表节点 采用Node
类 实现
与
JDK 1.7
的对比(Entry
类),仅仅只是换了名字
- 该类的源码分析如下
具体分析请看注释
/**
* Node = HashMap的内部类,实现了Map.Entry接口,本质是 = 一个映射(键值对)
* 实现了getKey()、getValue()、equals(Object o)和hashCode()等方法
**/
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash; // 哈希值,HashMap根据该值确定记录的位置
final K key; // key
V value; // value
Node<K,V> next;// 链表下一个节点
// 构造方法
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; } // 返回 与 此项 对应的键
public final V getValue() { return value; } // 返回 与 此项 对应的值
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
/**
* hashCode()
*/
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
/**
* equals()
* 作用:判断2个Entry是否相等,必须key和value都相等,才返回true
*/
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
2.4 红黑树节点 实现类
HashMap
中的红黑树节点 采用TreeNode
类 实现
/**
* 红黑树节点 实现类:继承自LinkedHashMap.Entry<K,V>类
*/
static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
// 属性 = 父节点、左子树、右子树、删除辅助节点 + 颜色
TreeNode<K,V> parent;
TreeNode<K,V> left;
TreeNode<K,V> right;
TreeNode<K,V> prev;
boolean red;
// 构造函数
TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {
super(hash, key, val, next);
}
// 返回当前节点的根节点
final TreeNode<K,V> root() {
for (TreeNode<K,V> r = this, p;;) {
if ((p = r.parent) == null)
return r;
r = p;
}
}
3. 具体使用
3.1 主要使用API(方法、函数)
与
JDK 1.7
基本相同
V get(Object key); // 获得指定键的值
V put(K key, V value); // 添加键值对
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m); // 将指定Map中的键值对 复制到 此Map中
V remove(Object key); // 删除该键值对
boolean containsKey(Object key); // 判断是否存在该键的键值对;是 则返回true
boolean containsValue(Object value); // 判断是否存在该值的键值对;是 则返回true
Set<K> keySet(); // 单独抽取key序列,将所有key生成一个Set
Collection<V> values(); // 单独value序列,将所有value生成一个Collection
void clear(); // 清除哈希表中的所有键值对
int size(); // 返回哈希表中所有 键值对的数量 = 数组中的键值对 + 链表中的键值对
boolean isEmpty(); // 判断HashMap是否为空;size == 0时 表示为 空
3.2 使用流程
与
JDK 1.7
基本相同
- 在具体使用时,主要流程是:
- 声明1个
HashMap
的对象 - 向
HashMap
添加数据(成对 放入 键 - 值对) - 获取
HashMap
的某个数据 - 获取
HashMap
的全部数据:遍历HashMap
- 示例代码
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
/**
* 1. 声明1个 HashMap的对象
*/
Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
/**
* 2. 向HashMap添加数据(成对 放入 键 - 值对)
*/
map.put("Android", 1);
map.put("Java", 2);
map.put("iOS", 3);
map.put("数据挖掘", 4);
map.put("产品经理", 5);
/**
* 3. 获取 HashMap 的某个数据
*/
System.out.println("key = 产品经理时的值为:" + map.get("产品经理"));
/**
* 4. 获取 HashMap 的全部数据:遍历HashMap
* 核心思想:
* 步骤1:获得key-value对(Entry) 或 key 或 value的Set集合
* 步骤2:遍历上述Set集合(使用for循环 、 迭代器(Iterator)均可)
* 方法共有3种:分别针对 key-value对(Entry) 或 key 或 value
*/
// 方法1:获得key-value的Set集合 再遍历
System.out.println("方法1");
// 1. 获得key-value对(Entry)的Set集合
Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
// 2. 遍历Set集合,从而获取key-value
// 2.1 通过for循环
for(Map.Entry<String, Integer> entry : entrySet){
System.out.print(entry.getKey());
System.out.println(entry.getValue());
}
System.out.println("----------");
// 2.2 通过迭代器:先获得key-value对(Entry)的Iterator,再循环遍历
Iterator iter1 = entrySet.iterator();
while (iter1.hasNext()) {
// 遍历时,需先获取entry,再分别获取key、value
Map.Entry entry = (Map.Entry) iter1.next();
System.out.print((String) entry.getKey());
System.out.println((Integer) entry.getValue());
}
// 方法2:获得key的Set集合 再遍历
System.out.println("方法2");
// 1. 获得key的Set集合
Set<String> keySet = map.keySet();
// 2. 遍历Set集合,从而获取key,再获取value
// 2.1 通过for循环
for(String key : keySet){
System.out.print(key);
System.out.println