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  • 三、map
    • 1、hashmap
    • 2、treemap
    • 3.concurrenthashmap

    三、map

    ​ 存储的双列元素,key是无序的,不可重复,而value是无序,可重复的。

    1、hashmap

    public class hashmapdemo {
        private map map = null;
        public void init() {
            map = new hashmap();
            map.put("a", "aaa");
            map.put("b", "bbb");
            map.put("c", "ccc");
            system.out.println(map);
        }
        // 添加元素
        public void testput() {
            // v put(k key, v value) :把指定的key和value添加到集合中
            map.put("a1", "aaa");
            map.put("b1", "bbb");
            map.put("c1", "ccc");
            system.out.println(map);
            // void putall(map<? extends k,? extends v>m) :把指定集合添加集合中
            map map1 = new hashmap();
            map1.put("e", "eee");
            map1.put("f", "fff");
            map.putall(map1);
            system.out.println(map);
            // default v putifabsent(k key, v value) :如果key不存在就添加
            map.putifabsent("a", "hello");
            system.out.println(map);
            map.putifabsent("g", "ggg");
            system.out.println(map);
        }
        // 修改元素
        public void testmodify() {
            // v put(k key, v value) :把集合中指定key的值修改为指定的值
            map.put("a", "hello");
            map.put("a", "world");
            system.out.println(map);
            // 说明,当key相同时,后面的值会覆盖前面的值。
            // default v replace(k key, v value) :根据key来替换值,而不做增加操作
            object replace = map.replace("b1", "java");
            system.out.println(replace);
            system.out.println(map);
            //default boolean replace(k key, v oldvalue,v newvalue)
        }
        // 删除元素
        public void testremove() {
            // v remove(object key) :根据指定key删除集合中对应的值
            object c = map.remove("c");
            system.out.println(c);
            system.out.println(map);
            // default boolean remove(object key, objectvalue) :根据key和value进行删除
            map.remove("b", "bbb1");
            system.out.println(map);
            // void clear() :清空集合中所有元素
            map.clear();
            system.out.println(map);
        }
        // 判断元素
        public void testjudge() {
            // boolean isempty() :判断集合是否为空,如果是返回true,否则返回false
            system.out.println(map.isempty());
            // boolean containskey(object key) :判断集合中是否包含指定的key,包含返回true,否则返回false
            boolean flag = map.containskey("a");
            system.out.println(flag); // true
            flag = map.containskey("a1");
            system.out.println(flag); // false
            // boolean containsvalue(object value) :判断集合中是否包含指定的value,包含返回true,否则返回false
            flag = map.containsvalue("aaa");
            system.out.println(flag); // true
            flag = map.containsvalue("aaa1");
            system.out.println(flag); // false
        }
        // 获取元素
        public void testget() {
            // int size() :返回集合的元素个数
            int size = map.size();
            system.out.println(size);
            // v get(object key) :根据key获取值,如果找到就返回对应的值,否则返回null
            object val = map.get("a");
            system.out.println(val);
            val = map.get("a1");
            system.out.println(val); // null
            // default v getordefault(object key, vdefaultvalue) :根据key获取值,如果key不存在,则返回默认值
            val = map.getordefault("a1", "hello");
            system.out.println(val);
            // collection<v> values() :返回集合中所有的value
            collection values = map.values();
            for (object value : values) {
                system.out.println(value);
            }
            // set<k> keyset() :返回集合中所有的key
            set set = map.keyset();
            for (object o : set) {
                system.out.println(o);
            }
        }
        // 迭代元素
        public void testiterator() {
            // 第一种:通过key获取值的方式
            set keyset = map.keyset();
            iterator it = keyset.iterator();
            while (it.hasnext()) {
                object key = it.next();
                object val = map.get(key);
                system.out.println(key + "=" + val);
            }
            system.out.println("------------------------ ");
            // 第二种:使用for循环
            for (object key : map.keyset()) {
                system.out.println(key + "=" +
                                   map.get(key));
            }
            system.out.println("------------------------ ");
            // 第三种:使用map接口中的内部类来完成,在框架中大量使用
            set entryset = map.entryset();
            for (object obj : entryset) {
                map.entry entry = (map.entry) obj;
                system.out.println(entry.getkey() + "=" +
                                   entry.getvalue());
            }
        }
    }
    

    说明:在hashmap中键-值允许为空,但键唯一,值可重复。hashmap不是线程安全的。

    2、treemap

    是一个有序的集合,默认使用的是自然排序方式。

    public class person implements comparable {
        private string name;
        private int age;
        @override
        public int compareto(object o) {
        if (o instanceof person) {
        person p = (person) o;
        return this.age - p.age;
        }
        return 0;
    }
        public person() {}
        public person(string name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public int getage() {
            return age;
        }
        public void setage(int age) {
            this.age = age;
        }
        @override
        public string tostring() {
            return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
        }
    }
    

    测试

    public class teemapdemo {
        @test
        public void testinteger() {
            treemap tm = new treemap();
            tm.put(3, 333);
            tm.put(2, 222);
            tm.put(11, 111);
            tm.put(2, 222);
            system.out.println(tm);
        }
        @test
        public void teststring() {
            treemap tm = new treemap();
            tm.put("hello", "hello");
            tm.put("world", "world");
            tm.put("about", "");
            tm.put("abstract", "");
            system.out.println(tm);
        }
        @test
        public void testperson() {
            treemap tm = new treemap(new comparator(){
                @override
                public int compare(object o1, object o2) {
                    if (o1 instanceof person && o2
                        instanceof person) {
                        person p1 = (person) o1;
                        person p2 = (person) o2;
                        return p1.getage() - p2.getage();
                    }
                    return 0;
                }
            });
            tm.put(new person("张三",18), null);
            tm.put(new person("李四",17), null);
            system.out.println(tm);
        }
    }
    

    说明:从上面的代码可以发现,treemap的使用和treeset的使用非常相似,观察hashset集合的源代码可以看出,当创建 hashset集合时,其实是底层使用的是hashmap。

    public hashset() {
    	map = new hashmap<>();
    }
    

    hashset实际上存的是hashmap的key。

    3.concurrenthashmap

    在map集合中我们介绍了hashmaptreemap,在多线程的情况下这些集合都不是线程安全的,因此可能出现线程安全的问题。

    在java中hashtable是一种线程安全的hashmaphashtable在方法上与hashmap并无区别,仅仅只是在方法使用了synchronized以此来达到线程安全的目的,我们观察hashtable的源码。

        public synchronized v get(object key) {
            entry<?,?> tab[] = table;
            int hash = key.hashcode();
            int index = (hash & 0x7fffffff) % tab.length;
            for (entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
                if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                    return (v)e.value;
                }
            }
            return null;
        }
    

    以上是hashtable的get源码,可以看出它仅仅只是在方法上添加了锁,这大大降低了线程的执行效率,以牺牲效率的形式来达到目的,这显然不是我们在实际中想要的,因此我们需要一种既能在线程安全方面有保障,在效率上还可以的方法。

    concurrenthashmap采用的是分段锁的原理,我们观察源码。

     public v put(k key, v value) {
            return putval(key, value, false);
        }
    final v putval(k key, v value, boolean onlyifabsent) {
            if (key == null || value == null) throw new nullpointerexception();
            int hash = spread(key.hashcode());
            int bincount = 0;
            for (node<k,v>[] tab = table;;) {
                node<k,v> f; int n, i, fh;
                if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                    tab = inittable();
                else if ((f = tabat(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                    if (castabat(tab, i, null,
                                 new node<k,v>(hash, key, value, null)))
                        break;                   // no lock when adding to empty bin
                }
                else if ((fh = f.hash) == moved)
                    tab = helptransfer(tab, f);
                else {
                    v oldval = null;
                    synchronized (f) {
                        if (tabat(tab, i) == f) {
                            if (fh >= 0) {
                                bincount = 1;
                                for (node<k,v> e = f;; ++bincount) {
                                    k ek;
                                    if (e.hash == hash &&
                                        ((ek = e.key) == key ||
                                         (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                        oldval = e.val;
                                        if (!onlyifabsent)
                                            e.val = value;
                                        break;
                                    }
                                    node<k,v> pred = e;
                                    if ((e = e.next) == null) {
                                        pred.next = new node<k,v>(hash, key,
                                                                  value, null);
                                        break;
                                    }
                                }
                            }
                            else if (f instanceof treebin) {
                                node<k,v> p;
                                bincount = 2;
                                if ((p = ((treebin<k,v>)f).puttreeval(hash, key,
                                                               value)) != null) {
                                    oldval = p.val;
                                    if (!onlyifabsent)
                                        p.val = value;
                                }
                            }
                        }
                    }
                    if (bincount != 0) {
                        if (bincount >= treeify_threshold)
                            treeifybin(tab, i);
                        if (oldval != null)
                            return oldval;
                        break;
                    }
                }
            }
            addcount(1l, bincount);
            return null;
        }
    

    从源码中可以看出concurrenthashmap仅仅是在当有线程去操作当前数据的时候添加了锁,因此效率大大提高了。

    在线程安全的情况下提高了效率。

    总结

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