java核心技术36讲笔记 (4)

TreeMap则是基于红黑树的一种提供顺序访问的Map,和HashMap不同,它的get、 put、 remove之类操作都是O(log(n))的时间复杂度,具体顺序可以由指定
的Comparator来决定,或者根据键的自然顺序来判断。

在这里插入图片描述

LinkedHashMap通常提供的是遍历顺序符合插入顺序,它的实现是通过为条目(键值对)维护一个双向链表。注意,通过特定构造函数,我们可以创建反映访问顺序的实例,所
谓的put、 get、 compute等,都算作“访问”。

对于TreeMap,它的整体顺序是由键的顺序关系决定的,通过Comparator或Comparable(自然顺序)来决定。

HashMap:
而对于负载因子,我建议:

如果没有特别需求,不要轻易进行更改,因为JDK自身的默认负载因子是非常符合通用场景的需求的。

如果确实需要调整,建议不要设置超过0.75的数值,因为会显著增加冲突,降低HashMap的性能。

如果使用太小的负载因子,按照上面的公式,预设容量值也进行调整,否则可能会导致更加频繁的扩容,增加无谓的开销,本身访问性能也会受影响。

那么,为什么HashMap要树化呢?
本质上这是个安全问题。 因为在元素放置过程中,如果一个对象哈希冲突,都被放置到同一个桶里,则会形成一个链表,我们知道链表查询是线性的,会严重影响存取的性能。而在现实世界,构造哈希冲突的数据并不是非常复杂的事情,恶意代码就可以利用这些数据大量与服务器端交互,导致服务器端CPU大量占用,这就构成了哈希碰撞拒绝服务攻击,国内一线互联网公司就发生过类似攻击事件。

Hashtable、 HashMap、 TreeMap比较:
三者均实现了Map接口,存储的内容是基于key-value的键值对映射,一个映射不能有重复的键,一个键最多只能映射一个值。
(1) 元素特性
HashTable中的key、 value都不能为null; HashMap中的key、 value可以为null,很显然只能有一个key为null的键值对,但是允许有多个值为null的键值对; TreeMap中当未实现Comparator 接口时, key 不可以为null;当实现 Comparator 接口时,若未对null情况进行判断,则key不可以为null,反之亦然。
(2)顺序特性
HashTable、 HashMap具有无序特性。 TreeMap是利用红黑树来实现的(树中的每个节点的值,都会大于或等于它的左子树种的所有节点的值,并且小于或等于它的右子树中的所有节点的
值),实现了SortMap接口,能够对保存的记录根据键进行排序。所以一般需要排序的情况下是选择TreeMap来进行,默认为升序排序方式(深度优先搜索),可自定义实现Comparator接口
实现排序方式。
(3)初始化与增长方式
初始化时: HashTable在不指定容量的情况下的默认容量为11,且不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂; HashMap默认容量为16,且要求容量一定为2的整数次幂。
扩容时: Hashtable将容量变为原来的2倍加1; HashMap扩容将容量变为原来的2倍
(4)线程安全性
HashTable其方法函数都是同步的(采用synchronized修饰),不会出现两个线程同时对数据进行操作的情况,因此保证了线程安全性。也正因为如此,在多线程运行环境下效率表现非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时,其他线程也访问同步方法就会进入阻塞状态。比如当一个线程在添加数据时候,另外一个线程即使执行获取其他数据的操作也必须被阻塞,大大降低了程序的运行效率,在新版本中已被废弃,不推荐使用。
HashMap不支持线程的同步,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。如果需要同步(1)可以用 Collections的synchronizedMap方法;(2)使用ConcurrentHashMap类,相较于HashTable锁住的是对象整体, ConcurrentHashMap基于lock实现锁分段技术。首先将Map存放的数据分成一段一段的存储方式,然后给每一段数据分配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段的数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。 ConcurrentHashMap不仅保证了多线程运行环境下的数据访问安全性,而且性能上有长足的提升。
(5)一段话HashMap
HashMap基于哈希思想,实现对数据的读写。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。 HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。当两个不同的键对象的hashcode相同时,它们会储存在同一个bucket位置的链表中,可通过键对象的equals()方法用来找到键值对。如果链表大小超过阈值(TREEIFY_THRESHOLD, 8),链表就会被改造为树形结构。

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