JAva集合-HashMap(JDK 1.8)
42372 ワード
一、基本概念
HashMapはハッシュテーブルのMapインタフェースの実装に基づいている.このインプリメンテーションでは、オプションのマッピング操作がすべて提供され、null値とnullキーを使用できます.以前はJDKでHashMapはビットバケツ+チェーンテーブル方式、すなわち我々がよく言うハッシュチェーンテーブル方式を採用していたが、JDK 1.8ではビットバケツ+チェーンテーブル/赤黒木方式を採用しており、非スレッドで安全であった.あるバケツのチェーンテーブルの長さがバルブ値に達すると、このチェーンテーブルは赤と黒の木に変換されます.注意事項: HashMapは、キー値ペア(key-value)マッピングを格納するハッシュ・リストである. HashMapはAbstractMapに継承され、Map、Cloneable、java.io.Serializableインタフェースを実現した. HashMapの実装は同期ではなく、スレッドが安全ではないことを意味します.そのkey、valueはnullであってもよい. HashMapにおけるマッピングは秩序化されていない. HashMapの例には、初期容量とロードファクタの2つのパラメータがあります.
二、ソース分析
1:定数
2:メインフィールド
3:主なメソッドgetメソッド:
putメソッド
resize()は、競合を解決する方法がlistであるか、赤黒数であるかのいずれかであるため、resize()は複雑な点である.
remove()メソッド
HashMapインスタンス
1:Hashmapの遍歴方法
実行結果
まとめ: a.HashMapのループは、keyもvalueも必要であれば、for each map.entrySet()を直接使用する. valueを必要とせずにkeyを巡回するだけであれば、for each map.keySet()を直接使用してget取得を呼び出すことができます.2:Hashmapによるキャッシュ
テストエンドコード:
実行結果:
HashMapはハッシュテーブルのMapインタフェースの実装に基づいている.このインプリメンテーションでは、オプションのマッピング操作がすべて提供され、null値とnullキーを使用できます.以前はJDKでHashMapはビットバケツ+チェーンテーブル方式、すなわち我々がよく言うハッシュチェーンテーブル方式を採用していたが、JDK 1.8ではビットバケツ+チェーンテーブル/赤黒木方式を採用しており、非スレッドで安全であった.あるバケツのチェーンテーブルの長さがバルブ値に達すると、このチェーンテーブルは赤と黒の木に変換されます.注意事項:
二、ソース分析
1:定数
/** map */
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/** * */
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/** list ， list size */
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
/** resize ， untreeify */
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
/** tree */
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
2:メインフィールド
/** */
transient Node<K,V>[] table;
/** map */
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
/** */
transient int size;
/** */
transient int modCount;
/** ， ＊／ int threshold; /** */
final float loadFactor;3:主なメソッドgetメソッド:
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
/** * Implements Map.get and related methods * * @param hash hash for key * @param key the key * @return the node, or null if none */
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && //
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
// TreeNode, TreeNode.getTreeNode()
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}putメソッド
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/** * Implements Map.put and related methods * * @param hash hash for key * @param key the key * @param value the value to put * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value * @param evict if false, the table is in creation mode. * @return previous value, or null if none */
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//table ，n table
n = (tab = resize()).length;
//i ，
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
// i ， Node p key hash key
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// key
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
// ， p TreeNode,
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
// i p.next null ，binCount ， ， tree ， tree。
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}resize()は、競合を解決する方法がlistであるか、赤黒数であるかのいずれかであるため、resize()は複雑な点である.
/** * Initializes or doubles table size. If null, allocates in * accord with initial capacity target held in field threshold. * Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the * elements from each bin must either stay at same index, or move * with a power of two offset in the new table. * * @return the table */
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
// ，
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // 2
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
// newCap newTab， oldTab Node ， tree 。
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
// split lower upper tree ， UNTREEIFY_THRESHOLD ， untreeify， newTab 。
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
remove()メソッド
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
/** * Implements Map.remove and related methods * * @param hash hash for key * @param key the key * @param value the value to match if matchValue, else ignored * @param matchValue if true only remove if value is equal * @param movable if false do not move other nodes while removing * @return the node, or null if none */
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
// getTreeNode
else if ((e = p.next) != null) {
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}HashMapインスタンス
1:Hashmapの遍歴方法
package com.csu.collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;
public class HashMapTest {
public static void main(String[]args)
{
HashMap<Integer, Integer> map=new HashMap<>();
for(int i=0;i<10000000;i++)
{
map.put(i, i);
}
System.out.println(" ：for each map.entrySet()");
long startTime1=System.currentTimeMillis();
for(Entry<Integer, Integer> entry:map.entrySet())
{
entry.getValue();
entry.getKey();
}
long endTime1=System.currentTimeMillis();
System.out.println(" ："+(endTime1-startTime1)+"ms");
System.out.println(" 2 ：map.entrySet() ");
long startTime2=System.currentTimeMillis();
Iterator<Entry<Integer, Integer>> iterator=map.entrySet().iterator();
while(iterator.hasNext())
{
HashMap.Entry<Integer, Integer> entry=(Entry<Integer, Integer>) iterator.next();
entry.getValue();
entry.getKey();
}
long endTime2=System.currentTimeMillis();
System.out.println(" 2 ："+(endTime2-startTime2)+"ms");
System.out.println(" 3 ： for each map.keySet()， get ");
long startTime3=System.currentTimeMillis();
for (Integer key : map.keySet()) {
map.get(key);
}
long endTime3=System.currentTimeMillis();
System.out.println(" 3 ："+(endTime3-startTime3)+"ms");
System.out.println(" 4 ：for each map.entrySet()， map.entrySet()");
long startTime4=System.currentTimeMillis();
Set<Entry<Integer, Integer>> entrySet = map.entrySet();
for (Entry<Integer, Integer> entry : entrySet) {
entry.getKey();
entry.getValue();
}
long endTime4=System.currentTimeMillis();
System.out.println(" 4 ："+(endTime4-startTime4)+"ms");
}
}
実行結果
：for each map.entrySet()
：71ms
2 ：map.entrySet()
2 ：83ms
3 ： for each map.keySet()， get
3 ：117ms
4 ：for each map.entrySet()， map.entrySet()
4 ：84msまとめ:
public class Student {
private String name;
private String address;
public Student(String name,String address)
{
this.address=address;
this.name=name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
}
import java.io.Serializable;
public class CacheEntity implements Serializable {
/** * */
private static final long serialVersionUID = 1L;
private final int DEFUALT_TIME=200;//
private String key;
private Object value;
private int time;// ，
private long timeoutStamp;//
@SuppressWarnings("unused")
private CacheEntity()
{
this.timeoutStamp=System.currentTimeMillis()+DEFUALT_TIME*1000;
this.time=DEFUALT_TIME;
}
public CacheEntity(String key,Object value)
{
this.key=key;
this.value=value;
}
public CacheEntity(String key,Object value,long timestamp)
{
this(key,value);
this.timeoutStamp=timestamp;
}
public CacheEntity(String key,Object value,int time)
{
this(key,value);
this.time=time;
this.timeoutStamp=System.currentTimeMillis()+DEFUALT_TIME*1000;
}
public String getKey() {
return key;
}
public void setKey(String key) {
this.key = key;
}
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
public int getTime() {
return time;
}
public void setTime(int time) {
this.time = time;
}
public long getTimeoutStamp() {
return timeoutStamp;
}
public void setTimeoutStamp(long timeoutStamp) {
this.timeoutStamp = timeoutStamp;
}
}
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
/** * * ， * */
public class CacheByHashMap {
private static HashMap<String, CacheEntity> map;
private static List<CacheEntity> tempList;
static{
tempList=new ArrayList<CacheEntity>();
map=new HashMap<String,CacheEntity>(1<<10);
new Thread(new RemoveTimeOutCacheThread()).start();
}
/** * * @param key * @param value * @param time */
public static synchronized void addCache(String key,CacheEntity value,int time)
{
value.setTimeoutStamp(System.currentTimeMillis()+time*1000);
map.put(key, value);
tempList.add(value);
}
/** * * @param key * @return */
public static synchronized CacheEntity getCache(String key)
{
return map.get(key);
}
/** * key * @param key * @return */
public static synchronized boolean isContainsKey(String key)
{
return map.containsKey(key);
}
/** * * @param key */
public static synchronized void removeCache(String key)
{
map.remove(key);
}
/** * * @return */
public static int getCacheSize()
{
return map.size();
}
/** * */
public static synchronized void clearCache()
{
tempList.clear();
map.clear();
System.out.println(" ");
}
static class RemoveTimeOutCacheThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
while(true)
{
try {
checkTime();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
}
}
private void checkTime() throws InterruptedException
{
CacheEntity value=null;
long timeoutTime=1000l;
if(tempList.size()<1)
{
System.out.println(" ！");
timeoutTime=1000l;
Thread.sleep(timeoutTime);
return ;
}
value=tempList.get(0);
timeoutTime=value.getTimeoutStamp()-System.currentTimeMillis();
if(timeoutTime>0)
{
Thread.sleep(timeoutTime);
return ;
}
System.out.println(" "+value.getKey());
tempList.remove(value);
removeCache(value.getKey());
}
}
}
テストエンドコード:
public class CacheTest {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Student student1=new Student("zhangsan", "shangsha");
Student student2=new Student("wangqiang", "beijing");
Student student3=new Student("zhangsi", "shanghai");
Student student4=new Student("zhangwu", "wuhan");
Student student5=new Student("zhangqi", "zhengzhou");
Student student6=new Student("zhangba", "shangsha");
CacheEntity cacheEntity1=new CacheEntity("1", student1, 30);
CacheEntity cacheEntity2=new CacheEntity("2", student2, 30);
CacheEntity cacheEntity3=new CacheEntity("3", student3, 30);
CacheEntity cacheEntity4=new CacheEntity("4", student4, 30);
CacheEntity cacheEntity5=new CacheEntity("5", student5, 30);
CacheEntity cacheEntity6=new CacheEntity("6", student6, 30);
//
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity1.getKey(), cacheEntity1, cacheEntity1.getTime());
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity2.getKey(), cacheEntity2, cacheEntity2.getTime());
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity3.getKey(), cacheEntity3, cacheEntity3.getTime());
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity4.getKey(), cacheEntity4, cacheEntity4.getTime());
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity5.getKey(), cacheEntity5, cacheEntity5.getTime());
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity6.getKey(), cacheEntity6, cacheEntity6.getTime());
if(CacheByHashMap.isContainsKey("2"))
{
System.out.println(" ");
// get()
}
else {
CacheByHashMap.addCache(cacheEntity2.getKey(), cacheEntity2, cacheEntity2.getTime());
// ，
}
｝
}
実行結果:
1
2
3
4
5
6
！
！