java容器(二):Map
Collection 和 Map是java容器里面的俩大中流砥柱，在我的上一篇博客中，已经介绍过了Collection，那么今天我们再来聊聊Map里的好东西。
No picture you say a JB！啥也不先说，先上张图瞧瞧（度娘的）
这张图感觉好像有点问题，LinkedHashMap应该是HashMap的子类。。。，再就是少了一个我们今天要讲的ConcurrentHashMap
一. HashMap ：
- 一个我们平常使用最最频繁的Map容器，它的查询速度是最快的，HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。 HashMap 最多只允许一条记录的键为 null，允许多条记录的值为 null。HashMap 非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全，可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使HashMap 具有线程安全的能力，或者使用 ConcurrentHashMap。
- HashMap的实现原理在面试中经常被问到，我的第一次电话面试也是被问到了，当时我是一点都没答上来，尴尬得一匹。。。，HashMap在jdk1.7和jdk1.8中实现原理都不一样，这边我们也来介绍一下
- jdk1.7中，基于数组和链表实现，如下图所示：
- 大方向上，HashMap 里面是一个数组，然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中，每个绿色的实体是嵌套类 Entry 的实例，Entry 包含四个属性：key, value, hash 值和用于单向链表的 next。
1.capacity：当前数组容量，初始值16，始终保持 2^n（可以思考一下这里为什么是2的n次幂），可以扩容，扩容后数组大小为当前的 2 倍。
2.loadFactor：负载因子，默认为 0.75。
3.threshold：扩容的阈值，等于 capacity * loadFactor
- jdk1.8中加入了红黑树，当链表的长度超过8以后，改用红黑树，因为链表遍历的时间是o(n),而红黑树是o(logn),结构如下图：
- 这里其实关于HashMap讲得还太少，比如说如何根据在散列表中找到对应的key值、为啥数容量保持2^n次幂。。。主要是我个人自己也还不是太懂，讲得比较粗糙，有兴趣的建议大家看看《Java编程思想》关于集合的知识，或者还可以自己看看HashMap的源码
二、Hashtable
- Hashtable 是遗留类，已经过时了的，很多映射的常用功能与 HashMap 类似，不同的是它承自 Dictionary 类，并且是线程安全的，任一时间只有一个线程能写 Hashtable，但是并发性不如 ConcurrentHashMap，因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。Hashtable 不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用 HashMap 替换，需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换。
三、ConcurrentHashMap
- Concurrent意思是同时发生的、并发的，顾名思义它是为了解决HashMap的线程不安全问题，实现原理和HashMap大致相似，但是由于是可以并发的，所以在一些方面实现比较复杂。
- 整个 ConcurrentHashMap 由一个个 Segment 组成，Segment 代表”部分“或”一段“的意思，所以很多地方都会将其描述为分段锁。也有些博文喜欢用“槽”来代表一个segment。简单理解就是，ConcurrentHashMap 是一个 Segment 数组，Segment 通过继承ReentrantLock 来进行加锁，所以每次需要加锁的操作锁住的是一个 segment，这样只要保证每个 Segment 是线程安全的，也就实现了全局的线程安全。
- 上图是concurrentHashMap的一个结构图，基于jdk1.7的，暂未引入红黑树。concurrencyLevel：并行级别、并发数、Segment 数，怎么翻译不重要，理解它。默认是 16，也就是说 ConcurrentHashMap 有 16 个 Segments，所以理论上，这个时候，最多可以同时支持 16 个线程并发写，只要它们的操作分别分布在不同的 Segment 上。这个值可以在初始化的时候设置为其他值，但是一旦初始化以后，它是不可以扩容的。再具体到每个 Segment 内部，其实每个 Segment 很像之前介绍的 HashMap，不过它要保证线程安全，所以处理起来要麻烦些。
四、TreeMap - TreeMap 实现 SortedMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用 Iterator 遍历 TreeMap 时，得到的记录是排过序的。如果使用排序的映射，建议使用 TreeMap。
在使用 TreeMap 时，key 必须实现 Comparable 接口或者在构造 TreeMap 传入自定义的Comparator，否则会在运行时抛出 java.lang.ClassCastException 类型的异常。
五、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 时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。由于在添加key-value时还要额外维护链表操作，性能上比HashMap要差（HashMap是最强的，速度最快，没有别的额外需求，首先使用它）
总结：
其实关于这些Map的知识还很多，一篇短博客讲不了那么多
本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。
