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HashMap、HashTable、LinkedHashMap的區別

阿新 • • 發佈：2018-12-25

HashMap、HashTable、LinkedHashMap的區別

HashSet:

HashSet其實就是具有相同value的HashMap
equals()相同，hashcode()也相同
hashcode()相同，equals()不一定相同

HashMap:

  1. 不是執行緒安全的，原始碼中沒有與執行緒有關的任何內容
  2. 有一個靜態內部類Node，實現了Map.Entry介面，該類中包含key、key的hash值、value、下一個node的引用，HashMap中的每一個元素都是一個Node物件
  3. 特殊的例項變數threshold：域值，指HashMap中的有效資料等於這個值的時候，就要進行擴容
  4. 特殊的例項變數loadFactor：預設為0.75，指每次進行擴容後的threshold與可容納的長度的比值
  5. 儲存資料時，是根據key的hash值作為陣列的下標來儲存，預設的初始化沒有對HashMap設定容量大小，當第一次put資料時，會設定預設容量=16，即一個長度為16的陣列，然後根據loadFactor得到域值（預設為16*0.75=12），即當陣列中的實際個數大於12時，將陣列的長度和域值一起進行擴容（<<1）為原來的兩倍
  6. 擴容後的數為2的冪次方，因為在put資料時，是根據hash值與長度求&（也就是取模）得到下標進行儲存的，即容量length為2^n，hash&(length-1)==hash%length

HashMap的容量為什麼必須為2的冪次

如 length=16（二進位制10000），hash1=10（二進位制1010），hash2=7（二進位制111）
分別將hash1和hash2與length進行位運算&：
length&hash1=0，length&hash2=0
由此推斷16以內有所有數與16進行&fct運算的結果都為0，顯然不對，但將16-1：
如 length=15（二進位制1111），hash1=10（二進位制1010），hash2=7（二進位制111）
分別將hash1和hash2與length進行位運算&：
length&hash1=10，length&hash2=7
這樣的話，位運算的結果是可以作為Hash的
因此HashMap的容量必須為2的冪次，元素所在的位置為容量-1與hash進行&運算

  1. 正常情況下，長度最大為1<<30（230），loadFactor的計算方法不變，如果實際值還是超過了230，則將域值和loadFactor都設定為Integer.MAX_VALUE
  2. 結構是陣列（hash表）+連結串列+紅黑數的實現，主要是陣列+連結串列

a). 如果key的hash值不相等，HashMap為陣列，陣列中的每個元素為Node
b). 如果key的hash值相等，則這些相等的元素為連結串列，但當這個連結串列的長度大於8的時候，將這個連結串列轉換成紅黑樹（紅黑樹為java8新加）
c). 8的來源是根據概率計算得來的，即出現hash值相等的個數很少會大於8，而紅黑樹大於8時，查詢成本低，但新增成本高，因為要進行左右旋。
9. 紅黑樹的查詢長度為log(n)，當長度為8時，查詢為3，連結串列為折半查詢，當長度大於8時適用
10. 允許key和value為空

為什麼HashMap執行緒不安全

  1. 因為HashMap中的所有操作，都沒有任何有關執行緒的設定
  2. 主要是在擴容的時候，會建立新的空陣列並生成新的hash值來儲存資料，多執行緒會丟失資料
  3. 多執行緒情況下，將不能把每個hash值相同的元素儲存下來

當給HashMap指定初始大小後，其容量實際大小是多少

  1. tableSizeFor()這個方法很神奇，當指定初始大小後，會對這個數字進行-1、右移、或運算，來算出比這個數字大，且離這個數字最近的2的冪次數
  2. 第一步-1操作，目的是為了防止指定的數字本身就是一個2的冪次數字
  3. 第二步右移和或運算，即將第一步後的數字進行右移，右移位數為：1、2、4、8、16，然後與右移前的數字進行或運算，右移1位：因為一個數字的二進位制數，第一位必然是1，如右移前為0001xxxx，右移後為00001xxx，這兩個二進位制數進行或操作後結果為00011xxx，這樣會必然出現有兩個11，然後再右移2位和或，得到的是0001111x，依此類推，最後出現的數字為00011111，然後進行+1，得到的數字正好是一個2的冪次數

HashTable:

  1. 是執行緒安全的，synchronized關鍵字只新增到了方法上，所以是相對的執行緒安全
  2. 靜態內部類為Entry實現了Map.Entry
  3. 是陣列+連結串列的結構
  4. 預設的初始化大小為11，loadFactory為0.75，域值為11*0.75=8，且域值最大為Integer.MAX_VALUE-7，防止OOM
  5. 在擴容後，為原來的2倍+1
  6. value不允許為空
    7、 不常使用，因為效率沒有HashMap高，執行緒也不是絕對安全

LinkedHashMap

  1. 不是執行緒安全
  2. 繼承了HashMap
  3. 靜態內部類為Entry也是繼承自HashMap.Node，並多了兩個引用before、after，表明為雙向連結串列結構
  4. 整體結構為連結串列+陣列（hash表）+連結串列+紅黑樹，即除了與HashMap的結構相同外，還另外維護一個雙向連結串列結構，該連結串列中內容為每個節點的前一個和後一個節點
  5. 有一個成員屬性boolean accessOrder，表示迭代順序，預設為false（true為訪問順序，指根據訪問的順序進行排序；false為插入順序，指根據插入的順序進行排序）
  6. 增加（put）：用的還是HashMap中的方法，在HashMap的put()方法中呼叫了newNode()方法，該方法在HashMap中直接返回新的Node，LinkedHashMap重寫了該方法，指定了Node的before和after，來保證有序
  7. 在HashMap中有幾個模板方法，實現是在LinkedHashMap中，實現內容即根據accessOrder對連結串列進行修改以保證對應順序
  8. 在進行containsValue時，是通過迴圈節點來實現，比HashMap通過下標迴圈取數快
  9. 其他特點與HashMap一樣，因為是繼承自HashMap
  10. 有一個特殊的演算法：LRU(least recently used)最近最少使用演算法，或距今最久未用淘汰演算法，是快取管理中的一個演算法，其內容為將最近訪問過的元素移動到鏈尾，鏈頭的元素即為訪問過時間最久的

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