JDK中IdentityHashMap使用详解

IdentityHashMap,使用什么的跟HashMap相同,主要不同点在于:

数据结构:使用一个数组table来存储 key:value,table[2k] 为key, table[2k + 1] 为value,也即:
key:value ==> table[2k]:table[2k + 1](HashMap使用数组 + 链表);
IdentityHashMap 中的 key 和 value 通过==来比较是否相等(HashMap通过equals());
IdentityHashMap 中的 hash冲突解决方式为线性探测法(HashMap为拉链法);

具体,我们来看关键源码:

/*** 数据存储结构:* 使用一个数组table来存储 key - value,第 table[2k] 为key, table[2k + 1] 为value,也即:* key:value ==> table[2k]:table[2k + 1]* IdentityHashMap 中的 key 和 value 通过 "==" 来比较是否相等(HashMap通过equals()来比较是否相等)* @since 1.4*/
public class IdentityHashMap<K, V> extends AbstractMap<K, V> implements Map<K, V>, java.io.Serializable, Cloneable {private static final int DEFAULT_CAPACITY = 32;private static final int MINIMUM_CAPACITY = 4;private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 29;private transient Object[] table;// 存储键值对的数组private int size;private transient int modCount;private transient int threshold;private static final Object NULL_KEY = new Object();// 如果key为null,使用NULL_KEY代替private static Object maskNull(Object key) {return (key == null ? NULL_KEY : key);}// 如果之前key为null,被替换为NULL_KEY,现在替换回来private static Object unmaskNull(Object key) {return (key == NULL_KEY ? null : key);}public IdentityHashMap() {init(DEFAULT_CAPACITY);}// 各种构造器方法,省略......// 构造器中都会调用该方法private void init(int initCapacity) {threshold = (initCapacity * 2) / 3;// 因为键值存储在同一个数组中,所有数组大小为初始容量的2倍table = new Object[2 * initCapacity];}private static int hash(Object x, int length) {// 使用System.identityHashCode(x)计算hash值int h = System.identityHashCode(x);// 扰动;并且该表达式保证了元素的散列值是偶数return ((h << 1) - (h << 8)) & (length - 1);}// hash冲突解决方式:线性探测法(linear-probe);因为key后面立马是value,这里线性探测每次递增2;// 并且这里实现了循环探测;private static int nextKeyIndex(int i, int len) {return (i + 2 < len ? i + 2 : 0);}public V get(Object key) {Object k = maskNull(key);Object[] tab = table;int len = tab.length;int i = hash(k, len);while (true) {Object item = tab[i];if (item == k)return (V) tab[i + 1];// 如果第i个位置存储为key,第i+1位置则存储为对应的valueif (item == null)return null;// 线性探测i = nextKeyIndex(i, len);}}public boolean containsValue(Object value) {Object[] tab = table;for (int i = 1; i < tab.length; i += 2)// value也使用"=="判断相等if (tab[i] == value && tab[i - 1] != null)return true;return false;}public V put(K key, V value) {// 这里必须为 null 提供mask,因为在进行遍历,get()等操作时,如果遇到key为null,则认为该位置没有键值对Object k = maskNull(key);Object[] tab = table;int len = tab.length;int i = hash(k, len);Object item;// key为null,则认为该位置没有键值对while ((item = tab[i]) != null) {if (item == k) {// 通过"=="判断key相同V oldValue = (V) tab[i + 1];tab[i + 1] = value;return oldValue;}i = nextKeyIndex(i, len);// 线性探测}modCount++;// 如果第i个位置存储为key,第i+1位置则存储为对应的valuetab[i] = k;tab[i + 1] = value;if (++size >= threshold)resize(len); // len == 2 * current capacity.return null;}// 每次扩容为原来的2倍private void resize(int newCapacity) {int newLength = newCapacity * 2;Object[] oldTable = table;int oldLength = oldTable.length;if (oldLength == 2 * MAXIMUM_CAPACITY) { // can't expand any furtherif (threshold == MAXIMUM_CAPACITY - 1)throw new IllegalStateException("Capacity exhausted.");threshold = MAXIMUM_CAPACITY - 1; // Gigantic map!return;}if (oldLength >= newLength)return;Object[] newTable = new Object[newLength];threshold = newLength / 3;// 对每个键值对重新进行散列到新数组中for (int j = 0; j < oldLength; j += 2) {Object key = oldTable[j];if (key != null) {Object value = oldTable[j + 1];oldTable[j] = null;oldTable[j + 1] = null;int i = hash(key, newLength);while (newTable[i] != null)i = nextKeyIndex(i, newLength);newTable[i] = key;newTable[i + 1] = value;}}table = newTable;}public V remove(Object key) {Object k = maskNull(key);Object[] tab = table;int len = tab.length;int i = hash(k, len);while (true) {Object item = tab[i];if (item == k) {modCount++;size--;V oldValue = (V) tab[i + 1];tab[i + 1] = null;tab[i] = null;// 第i个位置的键值对移除了,空出了位置,看后面是否有键值对要填补这个位置(有些键值对是因为线性探测导致其位置偏离了其hash值)closeDeletion(i);return oldValue;}if (item == null)return null;i = nextKeyIndex(i, len);}}// 指定位置的键值对移除了,空出了位置,看后面是否有键值对要填补这个位置(有些键值对是因为线性探测导致其位置偏离了其hash值)private void closeDeletion(int d) {// Adapted from Knuth Section 6.4 Algorithm RObject[] tab = table;int len = tab.length;Object item;// d:空出来的键值对位置// i:当前处理的键值对位置// 直到key==null时才退出循环for (int i = nextKeyIndex(d, len); (item = tab[i]) != null; i = nextKeyIndex(i, len)) {int r = hash(item, len);// i != r:证明item是被线性探测后放置在位置i;// 这种情况 在插入时,线性探测出现了循环// i<r:item通过线性探测到前面位置r前面去了// ___i____r_____d____ i<r<=d// ___d____i_____r____ d<=i<r// 这个表达式相当于 (i < r) && !(i < d && d < r),也即   __i__d__r__(这种情况不能处理,因为这种情况下,因为线性探测是向后循环探测)if ((i < r && (r <= d || d <= i))||(r <= d && d <= i)// 表示情况:___r____d____i____,建议先理解这种更简单的情况) {// 把item对应的键值对放置到位置d;位置i为新空出来的键值对位置;tab[d] = item;tab[d + 1] = tab[i + 1];tab[i] = null;tab[i + 1] = null;d = i;}}}public void clear() {modCount++;Object[] tab = table;for (int i = 0; i < tab.length; i++)tab[i] = null;size = 0;}// Object方法代码,省略// 常用Map代码,省略// 序列化相关代码，省略}

IdentityHashMap并不是继承HashMap，它和HashMap的类图和底层数据结构是一样的，区别在于：

IdentityHashMap使用的是==比较key的值，而HashMap使用的是equals()
IdentityHashMap使用的是System.identityHashCode(object)查找桶的位置，HashMap使用的是hashCode()
IdentityHashMap理论上来说速度要比HashMap快一点
由于IdentityHashMap的key比较的是引用，因此key的内容是可以重复的，但是HashMap是不会的。

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