Hashmap

Hashmap

程序概念
HashMap有两个参数影响其性能:初始容量和加载因子。[1]基于哈希表的Map接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。(除了非同步和允许使用null之外,HashMap类与Hashtable大致相同。)此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。此实现假定哈希函数将元素适当地分布在各桶之间,可为基本操作(get和put)提供稳定的性能。迭代collection视图所需的时间与HashMap实例的“容量”(桶的数量)及其大小(键-值映射关系数)成比例。所以,如果迭代性能很重要,则不要将初始容量设置得太高(或将加载因子设置得太低)。
    中文名: 外文名:Hashmap 别名: 基于:哈希表的Map接口的实现 参数:初始容量和加载因子 同步机制:不同步

设计思路

此实现假定哈希函数将元素正确分布在各桶之间,可为基本操作(get和put)提供稳定的性能。迭代集合视图所需的时间与HashMap实例的“容量”(桶的数量)及其大小(键-值映射关系数)的和成比例。所以,如果迭代性能很重要,则不要将初始容量设置得太高(或将加载因子设置得太低)。HashMap的实例有两个参数影响其性能:初始容量和加载因子。容量是哈希表中桶的数量,初始容量只是哈希表在创建时的容量。加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时,通过调用rehash方法将容量翻倍。

通常,默认加载因子(.75)在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销,但同时也增加了查询成本(在大多数HashMap类的操作中,包括get和put操作,都反映了这一点)。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子,以便最大限度地降低rehash操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子,则不会发生rehash操作。

如果很多映射关系要存储在HashMap实例中,则相对于按需执行自动的rehash操作以增大表的容量来说,使用足够大的初始容量创建它将使得映射关系能更有效地存储。注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问此映射,而其中至少一个线程从结构上修改了该映射,则它必须保持外部同步。(结构上的修改是指添加或删除一个或多个映射关系的操作;仅改变与实例已经包含的键关联的值不是结构上的修改。)这一般通过对自然封装该映射的对象进行同步操作来完成。如果不存在这样的对象,则应该使用Collections.synchronizedMap方法来“包装”该映射。最好在创建时完成这一操作,以防止对映射进行意外的不同步访问。

因此,面对并发的修改,迭代器很快就会完全失败,而不冒在将来不确定的时间任意发生不确定行为的风险。注意,迭代器的快速失败行为不能得到保证,一般来说,存在不同步的并发修改时,不可能作出任何坚决的保证。快速失败迭代器尽最大努力抛出。编写依赖于此异常程序的方式是错误的,正确做法是:迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序错误。

重写原则

不必对每个不同的对象都产生一个唯一的hashcode,只要你的HashCode方法使get()能够得到put()放进去的内容就可以了。即"不唯一原则"。生成hashcode的算法尽量使hashcode的值分散一些,不要很多hashcode都集中在一个范围内,这样有利于提高HashMap的性能。即"分散原则"。

至于第二条原则的具体原因,有兴趣者可以参考BruceEckel的《ThinkinginJava》,在那里有对HashMap内部实现原理的介绍。

分析

在Java的世界里,无论类还是各种数据,其结构的处理是整个程序的逻辑以及性能的关键。

其实一个HashMap的实际容量就因子*容量,其默认值是16×0.75=12;这个很重要,对效率很一定影响!当存入HashMap的对象超过这个容量时,HashMap就会重新构造存取表。

两个关键的方法,put和get:先有这样一个概念,HashMap是声明了Map,Cloneable,Serializable接口,和继承了AbstractMap类,里面的Iterator其实主要都是其内部类HashIterator和其他几个iterator类实现,当然还有一个很重要的继承了Map.Entry的Entry内部类。

这个就是判断键值是否为空,并不很深奥,其实如果为空,它会返回一个staticObject作为键值,这就是为什么HashMap允许空键值的原因。因为hash的算法有可能令不同的键值有相同的hash码并有相同的table索引,如:key=“33”和key=Objectg的hash都是-8901334,那它经过indexfor之后的索引一定都为i,这样在new的时候这个Entry的next就会指向这个原本的table[i],再有下一个也如此,形成一个链表,和put的循环对定e.next获得旧的值。

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