Hashmap

原理

hashmap的底層資料結構散列表，即：陣列+連結串列，建立的時候初始化一個數組，每個節點可以為一個連結串列

 當一鍵值對發生put操作時，

首先根據key的hash值得到這個元素在陣列中的位置（即下標），如果這個位置上已經存在其他元素，將進行下一步操作。

1. 由於同一點是連結串列方式儲存，會將原來的元素向後推
2. 然後新的元素放在這個位置上

put操作可能會出現衝突，衝突分兩種：

1. 不同的key值，通過hash函式得出相同的index，這種衝突通過上面所說的連結串列方式儲存。
2. 相同的key值，直接覆蓋。

所以為了減少衝突，儘量將hashmap 的長度設定為2的次方，因為如果不是2的次方，經過hash & 操作，最後一位總是0如下圖，而0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101這幾個位置永遠都不能存放元素了，空間浪費相當大，而且這樣可以使用的位置比陣列長度小了很多，增加了衝突的機率，故減慢的查詢的效率（如果每一個節點都不存在連結串列，則不需要迴圈，查詢效率會高，所以儘量均勻分佈）。

同理，當一鍵值對發生get操作時，會經過hash函式計算得到index，如果節點為連結串列有多個元素，則迭代用key.equals()比較獲取。

容量

原始碼多了噁心，少量如下：

1. static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;  
2. static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;  
3. static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;  

 三個常量中可以看出，預設的容器大小是16，最大長度是2的30次方，load factor預設是0.75，擴充的臨界值是16*0.75=12，

如果put操作檢測出hashmap的容量不足，就把陣列的大小擴充套件為2*16=32，即擴大一倍，然後重新計算每個元素在陣列中的位置，而這是一個非常消耗效能的操作，所以如果我們已經預知hashmap中元素的個數，那麼預設元個數能夠有效的提高hashmap的效能。

實戰總結

所以如果我們想初始化一個容量大小為13的容量，合理的方式是什麼呢？

1.Map<String, String> map1 = new HashMap<>(13);

2.Map<String, String> map2 = new HashMap<>(13, 1);

3.Map<String, String> map3 = Maps.newHashMapWithExpectedSize(13);

以上是三種初始化方式

第一種

直接根據構造方法初始化，那麼map會初始化一個容量大小為16的map，在超過16*0.75即12的時候發生擴容，這顯然不是我們想看到的。

第二種

在構造容量為13的基礎上，將負載因子的值設為1，那麼map將會在超過16個元素後開發擴容，可以滿足我們的預期效果，但這種情況一旦發生擴容，隨著元素的增多，碰撞的機率就會升高，連結串列就會很長，這樣就大大的降低了效能。

第三種

使用guava的方式初始化一個map，根據原始碼發現guava已經幫我算好了，真正需要擴容的臨界點，

可以滿足我們的期望，同時也不需要修改負載因子的值，所以無特殊情況下，建議使用此方式。

LinkedHashMap

其底層實現基本與hashmap一致，但是linkedHashMap多維護了一張雙向的連結串列

 LinkedHashMap成員變數

增加accessOrder屬性，預設為false，當為false時，按插入順序排序，當為true時，

按LRU+插入順序排序

LRU：最近最少使用演算法

Entry

其儲存的Entry物件增加了兩個屬性，before和after

 存資料

LinkedHashMap沒有重寫put方法，而是重寫了addEntry()方法，把新的Entry也加到header

連結串列結構裡面去

取資料

1、先呼叫hashmap的getEntry()方法獲取Entry

 當accessOrder為true時，把最近使用的當前Entry移到header的before位置，而LinkedHashIterator遍歷的方式是從header.after開始遍歷，先得到最近使用的Entry

最近使用：accessOrder為true時，get(Object key)方法會導致Entry最近使用put(K key, V value)/putForNullKey(value)只有是覆蓋操作時會導致Entry最近使用。它們都會觸發recordAccess方法從而導致Entry最近使用

 

 刪除

LinkedHashMap沒有重寫remove(Object key)方法，重寫了被remove呼叫的recordRemoval方法，刪除了雙向連結串列中的before和after。

HahsMap remove(Object key)把資料從橫向陣列 * 豎向next連結串列裡面移除之後（就已經完成工作了，所以HashMap裡面recordRemoval是空的實現呼叫了此方法

 LinkedHashMap的遍歷

 總結

1、什麼是LRU+插入順序？

put(K key, V value)/putForNullKey(value)只有是覆蓋操作時會導致Entry最近使用，即為插入順序；accessOrder為true時，get(Object key)方法會導致Entry最近使用，即為LRU

2、LinkedHashMap和HashMap的區別

• LinkedHashMap繼承HashMap，結構2裡資料結構的變化交給HashMap就行了。
• 結構1裡資料結構的變化就由LinkedHashMap裡重寫的方法去實現。
• 簡言之：LinkedHashMap比HashMap多維護了一個連結串列。