Java Map集合框架

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Java Map集合框架

二炮   2022-05-23 我要评论

1、Map的实现

  • HashMap
  • Hashtable
  • LinkedHashMap
  • TreeMap
  • ConcurrentHashMap

2、HashMap 和 Hashtable 的区别

  • HashMap:底层是基于数组+链表实现,非线程安全的,默认容量是16、允许有空的健和值
  • Hashtable:基于哈希表实现,线程安全的(加了synchronized锁),默认容量是11,不允许有空的健和值

3、介绍下对象的 hashCode()和equals(),使用场景

hashCode:

顶级类Object里面的方法,所有的类都是继承Object,返回是一个int类型的数

根据一定的hash规则(存储地址,字段,长度等),映射成一个数值,即散列值

@Override
public int hashCode() {
     return Objects.hash(age,name,time);
}

equals:

顶级类Object里面的方法,所有的类都是继承Object,返回是一个boolean类型

根据自定义的匹配规则,用于匹配两个对象是否一样,一般逻辑如下:

1、判断地址是否一样

2、非空判断 和 Class类型判断

3、强转

4、对象里面的字段一一匹配

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (obj == this)
        return true;
    if (obj == null || getClass() != obj.getClass())
        return false;
    User user = (User) obj;
    return age == user.age && Objects.equals(name, user.name) && Objects.equals(time, user.time);
}

使用场景:对象比较、或者集合容器里面排重、比较、排序

4、HashMap和TreeMap应该怎么选择,使用场景

hashMap:

  • 散列桶(数组+链表),可以实现快速的存储和检索,但是确实包含无序的元素,适用于在map中插入删除和定位元素

treeMap:

  • 使用存储结构是一个平衡二叉树->红黑树,可以自定义排序规则,要实现Comparator接口
  • 能便捷的实现内部元素的各种排序,但是一般性能比HashMap差,适用于安装自然排序或者自定义排序规则 (写过微信支付签名工具类就用这个类)

5、Set和Map的关系 TODO

核心就是不保存重复的元素,存储一组唯一的对象

set的每一种实现都是对应Map里面的一种封装,

HashSet对应的就是HashMap,treeSet对应的就是treeMap

  • set:无序,不允许存在重复的元素
  • list:有序,可以存在重复元素
  • set 和 list 对比: 都是Collection的子接口,Collection是集合类;
  • set 检查元素效率低下,删除和插入的效率高,插入和删除不会引起元素的位置变化;
  • list 和数组类似,List可以动态增长,查找元素的效率较高,插入元素和删除元素效率低,因为会引起其他元素位置发生变化
  • map: Map接口不是Collection接口的继承,而是从自己的用于维护键值对关联的接口层次结构入手,按定义,该接口描述了从不重复的键到值的映射

6、常见Map的排序规则是怎样的?

按照添加顺序使用LinkedHashMap,按照自然排序使用TreeMap,自定义排序 TreeMap(Comparetor c)

7、如果需要线程安全,且效率高的Map,应该怎么做?

  • 多线程环境下可以用concurrent包下的ConcurrentHashMap,或者使用Collections.synchronizedMap(),
  • ConcurrentHashMap虽然是线程安全,但是他的效率比Hashtable要高很多使用
  • Collections.synchronizedMap包装后返回的map是加锁的

8、介绍下 HashMap

  • HashMap底层(数组+链表+红黑树 jdk8才有红黑树),在JDK1.8中,链表的长度大于8,链表会转换成红黑树
  • 数组中每一项是一个链表,即数组和链表的结合体
  • Node<K,V>[] table

是数组,数组的元素是Entry(Node继承Entry),Entry元素是一个key-value的键值对,它持有一个指向下个Entry的引用,table数组的每个Entry元素同时也作为当前Entry链表的首节点,也指向了该链表的下个Entry元素

数组的一个小格代表一个bucket

9、什么是Hash碰撞?常见的解决办法有哪些,hashmap采用哪种方法?

  • hash碰撞的意思是不同key计算得到的Hash值相同,需要放到同个bucket中
  • 常见的解决办法:链表法、开发地址法、再哈希法等
  • HashMap采用的是链表法

10、HashMap底层是 数组+链表+红黑树,为什么要用这几类结构呢?

  • 数组:Node<K,V>[] table ,根据对象的key的hash值确定在数组里面是哪个节点 - 链表:作用是解决hash冲突,将hash值一样的对象存在一个链表放在hash值对应的槽位
  • 红黑树:JDK8使用红黑树来替代超过8个节点的链表,主要是查询性能的提升,从原来的O(n)到O(logn),
  • 通过hash碰撞,让HashMap不断产生碰撞,那么相同key的位置的链表就会不断增长,
  • 当对这个Hashmap的相应位置进行查询的时候,就会循环遍历这个超级大的链表,性能就会下降,所以改用红黑树

11、为什么选择红黑树而不用其他树,比如二叉查找树,为什么不一直开始就用红黑树,而是到8的长度后才变换

  • 二叉查找树在特殊情况下也会变成一条线性结构,和原先的链表存在一样的深度遍历问题,查找性能就会慢,
  • 使用红黑树主要是提升查找数据的速度,红黑树是平衡二叉树的一种,插入新数据后会通过左旋,右旋、变色等操作来保持平衡,解决单链表查询深度的问题
  • 数据量少的时候操作数据,遍历线性表比红黑树所消耗的资源少,且前期数据少平衡二叉树保持平衡是需要消耗资源的,所以前期采用线性表,等到一定数之后变换到红黑树

12、了解ConcurrentHashMap吗?为什么性能比hashtable高,说下原理

  • ConcurrentHashMap是线程安全的Map,因为hashtable类基本上所有的方法都是采用synchronized进行线程安全控制,高并发情况下效率就降低
  • ConcurrentHashMap是采用了分段锁的思想提高性能,锁粒度更细化

13、jdk1.7和jdk1.8里面ConcurrentHashMap实现的区别有没了解

  • JDK8之前,ConcurrentHashMap使用锁分段技术,将数据分成一段段存储,每个数据段配置一把锁,即segment类,这个类继承ReentrantLock来保证线程安全 【技术点:Segment + HashEntry】
  • JKD8的版本取消Segment这个分段锁数据结构,底层也是使用Node数组+链表+红黑树,从而实现对每一段数据就行加锁,也减少了并发冲突的概率,CAS(读)+Synchronized(写)【技术点:Node + Cas + Synchronized】

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注的更多内容!   

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