Java集合框架之Map詳解
1、Map的實現(xiàn)
- HashMap
- Hashtable
- LinkedHashMap
- TreeMap
- ConcurrentHashMap
2、HashMap 和 Hashtable 的區(qū)別
- HashMap:底層是基于數(shù)組+鏈表實現(xiàn),非線程安全的,默認容量是16、允許有空的健和值
- Hashtable:基于哈希表實現(xiàn),線程安全的(加了synchronized鎖),默認容量是11,不允許有空的健和值
3、介紹下對象的 hashCode()和equals(),使用場景
hashCode:
頂級類Object里面的方法,所有的類都是繼承Object,返回是一個int類型的數(shù)
根據(jù)一定的hash規(guī)則(存儲地址,字段,長度等),映射成一個數(shù)值,即散列值
@Override public int hashCode() { return Objects.hash(age,name,time); }
equals:
頂級類Object里面的方法,所有的類都是繼承Object,返回是一個boolean類型
根據(jù)自定義的匹配規(guī)則,用于匹配兩個對象是否一樣,一般邏輯如下:
1、判斷地址是否一樣
2、非空判斷 和 Class類型判斷
3、強轉
4、對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); }
使用場景:對象比較、或者集合容器里面排重、比較、排序
4、HashMap和TreeMap應該怎么選擇,使用場景
hashMap:
- 散列桶(數(shù)組+鏈表),可以實現(xiàn)快速的存儲和檢索,但是確實包含無序的元素,適用于在map中插入刪除和定位元素
treeMap:
- 使用存儲結構是一個平衡二叉樹->紅黑樹,可以自定義排序規(guī)則,要實現(xiàn)Comparator接口
- 能便捷的實現(xiàn)內部元素的各種排序,但是一般性能比HashMap差,適用于安裝自然排序或者自定義排序規(guī)則 (寫過微信支付簽名工具類就用這個類)
5、Set和Map的關系 TODO
核心就是不保存重復的元素,存儲一組唯一的對象
set的每一種實現(xiàn)都是對應Map里面的一種封裝,
HashSet對應的就是HashMap,treeSet對應的就是treeMap
- set:無序,不允許存在重復的元素
- list:有序,可以存在重復元素
- set 和 list 對比: 都是Collection的子接口,Collection是集合類;
- set 檢查元素效率低下,刪除和插入的效率高,插入和刪除不會引起元素的位置變化;
- list 和數(shù)組類似,List可以動態(tài)增長,查找元素的效率較高,插入元素和刪除元素效率低,因為會引起其他元素位置發(fā)生變化
- map: Map接口不是Collection接口的繼承,而是從自己的用于維護鍵值對關聯(lián)的接口層次結構入手,按定義,該接口描述了從不重復的鍵到值的映射
6、常見Map的排序規(guī)則是怎樣的?
按照添加順序使用LinkedHashMap,按照自然排序使用TreeMap,自定義排序 TreeMap(Comparetor c)
7、如果需要線程安全,且效率高的Map,應該怎么做?
- 多線程環(huán)境下可以用concurrent包下的ConcurrentHashMap,或者使用Collections.synchronizedMap(),
- ConcurrentHashMap雖然是線程安全,但是他的效率比Hashtable要高很多使用
- Collections.synchronizedMap包裝后返回的map是加鎖的
8、介紹下 HashMap
- HashMap底層(數(shù)組+鏈表+紅黑樹 jdk8才有紅黑樹),在JDK1.8中,鏈表的長度大于8,鏈表會轉換成紅黑樹
- 數(shù)組中每一項是一個鏈表,即數(shù)組和鏈表的結合體
- Node<K,V>[] table
是數(shù)組,數(shù)組的元素是Entry(Node繼承Entry),Entry元素是一個key-value的鍵值對,它持有一個指向下個Entry的引用,table數(shù)組的每個Entry元素同時也作為當前Entry鏈表的首節(jié)點,也指向了該鏈表的下個Entry元素
9、什么是Hash碰撞?常見的解決辦法有哪些,hashmap采用哪種方法?
- hash碰撞的意思是不同key計算得到的Hash值相同,需要放到同個bucket中
- 常見的解決辦法:鏈表法、開發(fā)地址法、再哈希法等
- HashMap采用的是鏈表法
10、HashMap底層是 數(shù)組+鏈表+紅黑樹,為什么要用這幾類結構呢?
- 數(shù)組:Node<K,V>[] table ,根據(jù)對象的key的hash值確定在數(shù)組里面是哪個節(jié)點 - 鏈表:作用是解決hash沖突,將hash值一樣的對象存在一個鏈表放在hash值對應的槽位
- 紅黑樹:JDK8使用紅黑樹來替代超過8個節(jié)點的鏈表,主要是查詢性能的提升,從原來的O(n)到O(logn),
- 通過hash碰撞,讓HashMap不斷產生碰撞,那么相同key的位置的鏈表就會不斷增長,
- 當對這個Hashmap的相應位置進行查詢的時候,就會循環(huán)遍歷這個超級大的鏈表,性能就會下降,所以改用紅黑樹
11、為什么選擇紅黑樹而不用其他樹,比如二叉查找樹,為什么不一直開始就用紅黑樹,而是到8的長度后才變換
- 二叉查找樹在特殊情況下也會變成一條線性結構,和原先的鏈表存在一樣的深度遍歷問題,查找性能就會慢,
- 使用紅黑樹主要是提升查找數(shù)據(jù)的速度,紅黑樹是平衡二叉樹的一種,插入新數(shù)據(jù)后會通過左旋,右旋、變色等操作來保持平衡,解決單鏈表查詢深度的問題
- 數(shù)據(jù)量少的時候操作數(shù)據(jù),遍歷線性表比紅黑樹所消耗的資源少,且前期數(shù)據(jù)少平衡二叉樹保持平衡是需要消耗資源的,所以前期采用線性表,等到一定數(shù)之后變換到紅黑樹
12、了解ConcurrentHashMap嗎?為什么性能比hashtable高,說下原理
- ConcurrentHashMap是線程安全的Map,因為hashtable類基本上所有的方法都是采用synchronized進行線程安全控制,高并發(fā)情況下效率就降低
- ConcurrentHashMap是采用了分段鎖的思想提高性能,鎖粒度更細化
13、jdk1.7和jdk1.8里面ConcurrentHashMap實現(xiàn)的區(qū)別有沒了解
- JDK8之前,ConcurrentHashMap使用鎖分段技術,將數(shù)據(jù)分成一段段存儲,每個數(shù)據(jù)段配置一把鎖,即segment類,這個類繼承ReentrantLock來保證線程安全 【技術點:Segment + HashEntry】
- JKD8的版本取消Segment這個分段鎖數(shù)據(jù)結構,底層也是使用Node數(shù)組+鏈表+紅黑樹,從而實現(xiàn)對每一段數(shù)據(jù)就行加鎖,也減少了并發(fā)沖突的概率,CAS(讀)+Synchronized(寫)【技術點:Node + Cas + Synchronized】
總結
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