• HashMap(还有TreeMap,LinkedHashMap)HashTable,ConcurrentHashMap的区别


    HashMap

    • 底层数组+链表实现,可以存储null键和null值,线程不安全
    • 初始size为16,扩容:newsize = oldsize*2,size一定为2的n次幂
    • 扩容针对整个Map,每次扩容时,原来数组中的元素依次重新计算存放位置,并重新插入
    • 插入元素后才判断该不该扩容,有可能无效扩容(插入后如果扩容,如果没有再次插入,就会产生无效扩容)
    • 当Map中元素总数超过Entry数组的75%,触发扩容操作,为了减少链表长度,元素分配更均匀
    • 计算index方法:index = hash & (tab.length – 1)

    LinkedHashMap:

    • LinkedHashMap是HashMap的一个子类
    • 保存了记录的插入顺序,在用Iterator遍历LinkedHashMap的时候,先得到的肯定是先插入的

    TreeMap:

    • TreeMap实现SortedMap接口,能够先把它保存的记录根据键排序,默认按照键值的升序排序
    • 在使用TreeMap的时候,Key值必须实现comparable接口,或者在构造TreeMap的时候,传入自定义的comparator方法,否则会在运行时抛出java.lang.ClassCastException类型的异常。

    HashTable(锁住整个Map)

    • 底层数组+链表实现,无论key还是value都不能为null,线程安全,实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable,效率低。并发性不如concurrentHashMap
    • 初始size为11,扩容:newsize = olesize*2+1
    • 计算index的方法:index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length
    • 基于Dictionary抽象类

    ConcurrentHashMap(只锁住一个segment,继承AbstractMap抽象类)

    • 底层采用分段数组+链表实现,线程安全
    • 通过把整个Map分为N个Segment,可以提供相同的线程安全,但是效率提升N倍,默认提升16倍。(读操作不加锁,由于HashEntry的value变量是 volatile的,也能保证读取到最新的值。)
    • Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的,即每次锁住整张表让线程独占,ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行,其关键在于使用了锁分离技术
    • 有些方法需要跨段,比如size()和containsValue(),它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段,这需要按顺序锁定所有段,操作完毕后,又按顺序释放所有段的锁
    • 扩容:段内扩容(段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容,不会对整个Map进行扩容),插入前检测需不需要扩容,有效避免无效扩容

    锁分段技术:首先将数据分成一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候,其他段的数据也能被其他线程访问。 

    HashMap的初始值要考虑加载因子:

    • 哈希冲突:若干Key的哈希值按数组大小取模后,如果落在同一个数组下标上,将组成一条Entry链,对Key的查找需要遍历Entry链上的每个元素执行equals()比较。
    • 加载因子:为了降低哈希冲突的概率,默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时,即会触发扩容。因此,如果预估容量是100,即需要设定100/0.75=134的数组大小。
    • 空间换时间:如果希望加快Key查找的时间,还可以进一步降低加载因子,加大初始大小,以降低哈希冲突的概率。

    HashMap基于哈希思想,实现对数据的读写。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,然后找到bucket位置来存储值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞时,对象将会储存在链表的下一个节点中。HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。当两个不同的键对象的hashcode相同时,它们会储存在同一个bucket位置的链表中,可通过键对象的equals()方法来找到键值对。如果链表大小超过阈值(TREEIFY_THRESHOLD,8),链表就会被改造为树形(红黑树)结构。

    在HashMap中,null可以作为键,这样的键只有一个,但可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时,即可以表示HashMap中没有该key,也可以表示该key所对应的value为null。因此,在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个key,应该用containsKey()方法来判断。而在Hashtable中,无论是key还是value都不能为null。

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