Map

kimmking大约 5 分钟

我是 javapub，一名 Markdown 程序员从👨‍💻，八股文种子选手。

：小伙子,又来挑战你了。听说你对Java集合中的Map也很在行?

谢谢夸奖,Map这个接口的确非常重要且强大。但和List一样,它有许多实现类,而我对它们的理解还远未充分,只能算入门。我仍需不断学习与总结。

：那好,简单介绍下Map这个接口及常用实现类。它在开发中有何作用?

Map接口表示一个键值对集合,它的主要作用是根据键快速获取值。常用实现类有:

HashMap:基于哈希表实现,支持快速查找、插入和删除,但迭代顺序不定。

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();

LinkedHashMap:保留插入顺序,除了查找效率高于LinkedHashMap外,其他方面与HashMap相同。

LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();

TreeMap:基于红黑树实现,键有序,增删慢但查找快,特别适合排序需求。

TreeMap<String, Integer> map = new TreeMap<>();

Hashtable:和HashMap类似,但它是线程安全的,效率略低。

Hashtable<String, Integer> map = new Hashtable<>();

Map在日常开发中用途广泛,例如缓存、查询表等。我最常用的当属HashMap,由于其查询效率高且适用于大容量场景。但我对其扩容、碰撞处理等机制还需进一步理解。

：不错,你对Map有比较扎实的认知基础。那么你对HashMap的源码熟悉吗?能否解析一下?

HashMap的源码实现较复杂,我这里仅解析其基本结构与重要流程。主要包括:

HashMap底层采用数组+链表实现,数组是主干,链表在碰撞场景下使用。
字段包括:数组table,容量capacity,加载因子loadFactor等。

// 默认初始容量16,必须是2的n次方
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;   

// 最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

// 默认加载因子0.75
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

put方法将键值对添加到表中。先计算键的hash值得到数组下标,然后将新键值对添加到该位置或链表中。
如果键所在的链表过长或超过加载因子,则触发rehash,即扩容与重新哈希,容量加倍。

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    // 保存旧表
    Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
    
    // 创建新键值对,next指向旧表
    Entry<K,V> newEntry = new Entry<>(hash, key, value, old);
    
    // 更新数组对应位置
    table[bucketIndex] = newEntry;
    
    // 如果旧表不为空且旧表的键与新键hash值相同,则发生哈希碰撞
    if (old != null && hash == old.hash && 
        (old.getKey() == key || old.getKey().equals(key))) 
        old = newEntry;
            
    if (size++ >= threshold) 
        resize(2 * table.length);   // 扩容
}

HashMap的源码实现还有很多精妙的地方,我还需要继续学习。但总体来说,它通过拉链法处理碰撞,并提供动态扩容机制来保证高效插入与查询。这也是它成为我最爱的Map实现类的原因。

： HashMap的源码解析得不错,你理解得比较透彻。的确,它的实现机制相当精巧,需要深入学习与理解。你之前提到也有些不太理解的地方,想加深学习的内容,能否简单提一下?

关于HashMap,我还希望进一步学习的内容如下:

树化过程:何时进行树化,如何选择红黑树还是二叉查找树。
扩容的全过程:扩容时,旧键值对的重新映射策略与性能影响。
哈希函数:不同的哈希函数对HashMap性能的影响。
链表转红黑树的条件:何时应选择链表还是红黑树来解决哈希冲突。
ConcurrentHashMap:它的实现原理与代理模式。
IdentityHashMap:键比较使用==而非equals,其典型应用场景。
WeakHashMap:其释放键值对的条件与实现原理。
** serialization**:不同Map实现类的序列化方式与注意事项。
Null键值处理:不同Map中null键与null值的处理方式。

这些都是我想继续学习与理解的Map相关内容,我会根据这份清单进一步深入阅读源码、分析案例并实践,以便全面掌握Map及各实现类。这需要投入大量时间与精力,但我相信这会让我的Java基础更加扎实。

： Wonderful!你对Map及其实现类一定有比较深入的理解和认知,才能准确地指出自己还需加深学习的知识点。这份学习清单也同样具有针对性,只要能够逐项进行深入学习,定会有很大的提高。

我很欣赏你的学习热情与主动性,这些都是成为一名优秀工程师必不可少的素质。继续保持,深入学习,你的Java基础会更加牢固,技术生涯也会更上一层楼。

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