Map集合以及其实现类HashMap源码分析

双列集合框架：Map

1.常用实现类结构

|----Map:双列数据，存储  key-value  对的数据   ---类似于高中的函数：y = f(x)
   |----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value
          |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以照添加的顺序实现遍历。
                原因：在原的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。
                对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
   |----TreeMap:保证照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
                  底层使用红黑树
   |----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
          |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型


  HashMap的底层：数组+链表  （jdk7及之前)
                数组+链表+红黑树 （jdk 8)

2.[问题]

1. HashMap的底层实现原理？
2. HashMap 和 Hashtable的异同？
3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲)

3.存储结构的理解：

Map中的 key:无序的、不可重复的，使用 Set 存储 所有的 key —> key所在的类要重写 equals() 和 hashCode() （以HashMap为例)
Map中的 value:无序的、可重复的，使用 Collection存储 所有的 value —>value所在的类要重写equals()

一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。

Map中的 entry:无序的、不可重复的，使用 Set存储 所有的entry

图示：

4.常用方法

添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()
清空map：
map.clear();//并不是 map = null
System.out.println(map.size());//0
System.out.println(map);//{}

是否包含key：containsKey(Object key)
是否包含value：containsValue(Object value)

5. 内存结构说明：

5.1 HashMap在jdk7中实现原理：

HashMap map = new HashMap():
  在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
  ...可能已经执行过多次put...
  map.put(key1,value1):
      - 首先，调用 key1 所在类的 hashCode() 计算key1 哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
          + 如果此位置上的数据为空，此时的 key1-value1 添加成功。 ----情况1
          + 如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：
              = 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
              = 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
                       > 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
                       > 如果equals()返回true:使用value1替换value2。

补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原的数据复制过来。

5.2 HashMap在jdk8与jdk7在底层实现方面的不同：

1. new HashMap():底层没创建一个长度为16的数组
2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
4. jdk7底层结构只：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。

• 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
• 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

5.3 HashMap底层典型属性的属性的说明：

• DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
• DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
• threshold：扩容的临界值，=容量填充因子：160.75 => 12
• TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
• MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

5.4 LinkedHashMap的底层实现原理(了解)

LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同，因为LinkedHashMap继承于HashMap.
区别就在于：LinkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.

6. TreeMap的使用

向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
因为要照key进行排序：自然排序 、定制排序

7.使用Properties读取配置文件

//Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
public static void main(String[] args)  {
    FileInputStream fis = null;
    try {
        Properties pros = new Properties();

        fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
        pros.load(fis);//加载流对应的文件

        String name = pros.getProperty("name");
        String password = pros.getProperty("password");

        System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(fis != null){
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }