java的HashMap知多少

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java的HashMap知多少

首先，我们需要知道HashMap的底层实现是数组、链表、红黑树。 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。我们用下面这张图来介绍 HashMap 的结构。 JAVA7 实现 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，始终保持 2^n，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 3.4.1.2. JAVA8 实现 Java8 对 HashMap 进行了一些修改， 最大的不同就是利用了红黑树，所以其由 数组+链表+红黑 树 组成 。 根据 Java7 HashMap 的介绍，我们知道，查找的时候，根据 hash 值我们能够快速定位到数组的 具体下标，但是之后的话， 需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决 于链表的长度，为 O(n) 。为了降低这部分的开销，在 Java8 中， 当链表中的元素超过了 8 个以后， 会将链表转换为红黑树 ，在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(logN)。 3.4.2. ConcurrentHashMap Segment 段 ConcurrentHashMap 和 HashMap 思路是差不多的，但是因为它支持并发操作，所以要复杂一 些。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。注意，行文中，我很多地方用了“槽”来代表一个 segment。 线程安全（ Segment 继承 ReentrantLock 加锁） 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。 并行度（默认 16 ） 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。 Java8 实现 （引入了红黑树） Java8 对 ConcurrentHashMap 进行了比较大的改动,Java8 也引入了红黑树。