ArrayMap的源码分析

简介

ArrayMap是一个<key,value>映射的数据结构，它设计上更多的是考虑内存的优化，内部是使用两个数组进行数据存储，一个数组记录key的hash值，另外一个数组记录Value值；在数据量不大的情况下，用来代替HashMap；

int[] mHashes;是key的hash值的数组；
Object[] mArray;是key,value数组，这两个值的下标和mHashes的下标存在index<<1,(index<<1)+1的关系；
mSize为数组mHashes的插入元素个数，和mHashes的length不同；mSize<=mHashes.length;

构造函数

public ArrayMap() {super();
}public SimpleArrayMap() {mHashes = ContainerHelpers.EMPTY_INTS;mArray = ContainerHelpers.EMPTY_OBJECTS;mSize = 0;
}

添加操作

put()：插入一个元素；
put()方法主要做了几件事：1)如果mHashes数组中存在当前key的hash值，则返回对应的index,否则返回负数（负数的绝对值，就是hash在mHashes数组中的下标；并且在二分查找时，已经确定位置，已经排好序了）；2)如果mHashes数组中存在当前key的hash值,则返回mArray中对应的value值；如果不存在继续往下执行；3），如果已经达到最大容量，扩容，并且copy内容；4）插入元素，并且移动原来位置;

 @Override
public V put(K key, V value) {final int osize = mSize;final int hash;int index;//如果mHashes数组中存在当前key的hash值，则返回对应的index,否则返回负数；if (key == null) {hash = 0;index = indexOfNull();} else {hash = mIdentityHashCode ? System.identityHashCode(key) : key.hashCode();index = indexOf(key, hash);}//返回mArray中对应的value值if (index >= 0) {index = (index<<1) + 1;final V old = (V)mArray[index];mArray[index] = value;return old;}index = ~index;//如果已经插入元素的个数>=mHashes.length;确定扩容规则，扩容，并且copy内容；if (osize >= mHashes.length) {//确定新的容量大小nfinal int n = osize >= (BASE_SIZE*2) ? (osize+(osize>>1)): (osize >= BASE_SIZE ? (BASE_SIZE*2) : BASE_SIZE);if (DEBUG) Log.d(TAG, "put: grow from " + mHashes.length + " to " + n);final int[] ohashes = mHashes;final Object[] oarray = mArray;//扩容allocArrays(n);if (CONCURRENT_MODIFICATION_EXCEPTIONS && osize != mSize) {throw new ConcurrentModificationException();}//copy原来的内容if (mHashes.length > 0) {if (DEBUG) Log.d(TAG, "put: copy 0-" + osize + " to 0");System.arraycopy(ohashes, 0, mHashes, 0, ohashes.length);System.arraycopy(oarray, 0, mArray, 0, oarray.length);}//释放freeArrays(ohashes, oarray, osize);}//插入元素，并且移动原来位置if (index < osize) {if (DEBUG) Log.d(TAG, "put: move " + index + "-" + (osize-index)+ " to " + (index+1));System.arraycopy(mHashes, index, mHashes, index + 1, osize - index);System.arraycopy(mArray, index << 1, mArray, (index + 1) << 1, (mSize - index) << 1);}if (CONCURRENT_MODIFICATION_EXCEPTIONS) {if (osize != mSize || index >= mHashes.length) {throw new ConcurrentModificationException();}}mHashes[index] = hash;mArray[index<<1] = key;mArray[(index<<1)+1] = value;mSize++;return null;
}

indexOf()方法：如果mHashes数组中存在当前key的hash值，并且key相等，则返回对应的index,否则返回负数（负数的绝对值，就是hash在mHashes数组中的下标；并且在二分查找时，已经确定位置，已经排好序了）；indexOfNull()和indexOf()方法，逻辑一致；

int indexOf(Object key, int hash) {final int N = mSize;如果mHashes数组没有插入元素，直接返回-1；// Important fast case: if nothing is in here, nothing to look for.if (N == 0) {return ~0;}//二分查找当前hash在数组mHashes中的index,如果不存在，则返回负数；int index = binarySearchHashes(mHashes, N, hash);//如果不存在，直接返回负数；// If the hash code wasn't found, then we have no entry for this key.if (index < 0) {return index;}//判断index按照一定规则得到newIndex在mArray中的key,判断是否相等，因为key的hash值相同的相同的情况下，equal可能不相等；// If the key at the returned index matches, that's what we want.if (key.equals(mArray[index<<1])) {return index;}//搜索hash值相等，并且key也相等；如果存在返回对应index,不存在返回负数；分段搜素，提高效率；// Search for a matching key after the index.int end;for (end = index + 1; end < N && mHashes[end] == hash; end++) {if (key.equals(mArray[end << 1])) return end;}// Search for a matching key before the index.for (int i = index - 1; i >= 0 && mHashes[i] == hash; i--) {if (key.equals(mArray[i << 1])) return i;}//key的hash在mHashes中存在，但是key在mArray数组中不存在，返回负数；// Key not found -- return negative value indicating where a// new entry for this key should go.  We use the end of the// hash chain to reduce the number of array entries that will// need to be copied when inserting.return ~end;
}

putAll():基本和单个元素插入一致；

@Override
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {//确保容量ensureCapacity(mSize + map.size());for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> entry : map.entrySet()) {put(entry.getKey(), entry.getValue());}
}public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {final int osize = mSize;if (mHashes.length < minimumCapacity) {final int[] ohashes = mHashes;final Object[] oarray = mArray;allocArrays(minimumCapacity);if (mSize > 0) {System.arraycopy(ohashes, 0, mHashes, 0, osize);System.arraycopy(oarray, 0, mArray, 0, osize<<1);}freeArrays(ohashes, oarray, osize);}if (CONCURRENT_MODIFICATION_EXCEPTIONS && mSize != osize) {throw new ConcurrentModificationException();}
}

get()方法：先在mHashes数组找到在对应key的index,如果index>=0;再从mArray中找到对应的value;否则直接返回null;

 @Override
public V get(Object key) {final int index = indexOfKey(key);return index >= 0 ? (V)mArray[(index<<1)+1] : null;
}

remove():找到下标index,如果index>=0 删除对应的hash值,key,value；否则返回null;

 @Override
public V remove(Object key) {//根绝key的hashCode找到key在mHashes数组中的index;final int index = indexOfKey(key);//index>0 说明mHashes数组中存在对应的key的hashCodeif (index >= 0) {return removeAt(index);}return null;
}public V removeAt(int index) {//根绝index找到mArray中对应的值valuefinal Object old = mArray[(index << 1) + 1];final int osize = mSize;final int nsize;//mHashes数组最多只有一个插入元素，直接将mHashes,mArray数组清空；if (osize <= 1) {// Now empty.if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: shrink from " + mHashes.length + " to 0");freeArrays(mHashes, mArray, osize);mHashes = ContainerHelpers.EMPTY_INTS;mArray = ContainerHelpers.EMPTY_OBJECTS;nsize = 0;//mHashes数组的插入元素个数>1;} else {nsize = osize - 1;if (mHashes.length > (BASE_SIZE*2) && mSize < mHashes.length/3) {// Shrunk enough to reduce size of arrays.  We don't allow it to// shrink smaller than (BASE_SIZE*2) to avoid flapping between// that and BASE_SIZE.//确定数组mHashes新的容量n;final int n = osize > (BASE_SIZE*2) ? (osize + (osize>>1)) : (BASE_SIZE*2);if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: shrink from " + mHashes.length + " to " + n);final int[] ohashes = mHashes;final Object[] oarray = mArray;//减容allocArrays(n);if (CONCURRENT_MODIFICATION_EXCEPTIONS && osize != mSize) {throw new ConcurrentModificationException();}//把原mHashes数组0-index的元素赋值到新的数组中,把原mArray数组0-2*index的元素赋值到新的数组中，从0坐标开始赋值；if (index > 0) {if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: copy from 0-" + index + " to 0");System.arraycopy(ohashes, 0, mHashes, 0, index);System.arraycopy(oarray, 0, mArray, 0, index << 1);}//如果index在中间，不是最后一个；将剩下的元素复制到对应的新数组中；if (index < nsize) {if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: copy from " + (index+1) + "-" + nsize+ " to " + index);System.arraycopy(ohashes, index + 1, mHashes, index, nsize - index);System.arraycopy(oarray, (index + 1) << 1, mArray, index << 1,(nsize - index) << 1);}} else {//删除的元素，不是最后一个，将从index+1的元素往前移；if (index < nsize) {if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: move " + (index+1) + "-" + nsize+ " to " + index);System.arraycopy(mHashes, index + 1, mHashes, index, nsize - index);System.arraycopy(mArray, (index + 1) << 1, mArray, index << 1,(nsize - index) << 1);}mArray[nsize << 1] = null;mArray[(nsize << 1) + 1] = null;}}if (CONCURRENT_MODIFICATION_EXCEPTIONS && osize != mSize) {throw new ConcurrentModificationException();}mSize = nsize;return (V)old;
}

问题一：不同的key,相同hashCode ArrayMap是如何处理的呢？

相同的hash值，key不相同的情况下，mHashes数组会将该hash值也存入；在获取下标时，找到对应hash值的index后，会判断equals()，相等才会返回index;如果不相等，则根据index分别向前，向后分段搜索；查找相同hash值，并且equals()也相等的index;具体业务逻辑可详看indexOf()方法；

比较

SparseArray和ArrayMap具体实现类似，主要区别在于key必须是int类型；

SparseArray，ArrayMap是一个<key,value>映射的数据结构，它设计上更多的是考虑内存的优化，内部是使用两个数组进行数据存储，一个数组记录key的hash值，另外一个数组记录Value值；

ArrayMap和SparseArray一样，也会对key使用二分法进行从小到大排序，在添加、删除、查找数据的时候都是先使用二分查找法得到相应的index，然后通过index来进行添加、查找、删除等操作，所以，应用场景和SparseArray的一样，如果在数据量比较大的情况下，那么它的性能将退化至少50%。

满足下面两个条件我们可以使用ArrayMap，SparseArray代替HashMap：

数据量不大，最好在千级以内
key必须为int类型，这中情况下的HashMap可以用SparseArray代替：

以上就是ArrayMap的主要内容；如有问题，请多指教，谢谢！

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