android基础之Map系列

数组：内存存储连续占用内存多寻址容易，时间复杂度：索引查找（O（1）），按值查找（O（log(2)n）

链表: 内存存储不连续占用内存少插入与删除方便,时间复杂度(O（n）) ,

为了结合数组寻址容易与链表的插入删除容易，HashTable应运而生;

java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map;它有四个实现类,分别是HashMap

Hashtable LinkedHashMap 和TreeMap.

HashMap: 数据结构:数组+链表+红黑树(或称之为链表的数组),HashMap里面有一个Entry类(key,value,next),可以理解为其存储结构是一个线性数组(Entry[])，

put():

根据key的hashCode得到hash值,然后hash对Entry[].length取模得到下标index，在数组的index 下标位置处添加value,当然这时就要注意当hash值重复时就会发生hash冲突。

解决Hash冲突: 假设Entry[0] = A;进来了一个键值对B，其index值与A相同，这时让B.next = A;

Entry[0] = B;...,这时就解决了hash冲突。也就是说数组中存储的是最后插入的元素。

get():

根据key.hashCode得到hash值对Entry[]取模得到index，这时根据index得到所对应的链表或红黑树，然后根据equea()判断key值是否相等，相等时返回该值，不相等时判断下一个元素，直到该链表中再无元素。

区别：null值，安全性，同步，速度

总结：

Map: map用于存储键值对，根据键得到值，键不允许重复（重复就覆盖了），但允许值重复。

HashMap:hashMap是一个最常用的Map。它根据键的Hashcode值存储数据，根据键可以直接得到它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序都是完全随机的。HashMap只允许一条记录的键为null，允许多个记录的值为null。HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程操作HashMap;可能会导致数据不一致。（解决方法：使用SynchronizedMap或者ConcurrentHashMap）所以线程不安全，多个线程无法共享一个HashMap.。

WeakHashMap：WeakHashMap是一种改进的HashMap,它对key实行“弱引用”，当一个key不被外界所引用，则该Key会被GC回收。

HashTable: 与HashMap类似，不同点：不允许键或者值为null,synchronized,支持线程同步，线程安全，多个线程可以共享一个HasTable，即任一时刻，只允许一个线程能写HashTable,这也就导致了HashTable在写入时比较慢。

LinkedHashMap:LinkedHashMap是HashMap的一个子类，保存了记录的插入顺序，在Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录一定是先插入的，也可以在构造时用带参数，按照应用次序排序。在遍历时比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap的容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只与实际数据有关，与容量无关，而HashMap的遍历速度与容量有关。

TreeMap:TreeMap实现了SortMap的接口，能够将它保存的记录按照键排序，默认是升序排序。也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

SynchronizedMap:hashMap存在线程安全问题，因此，在Collections类提供了一个方法返回一个同步版本的HashMap用于多线程环境，该方法返回一个SynchronizedMap实例。SynchronizedMap类是定义在Collection中的一个静态内部类。他实现了Map接口，并对其中的每一个方法实现，通过Synchronized关键字进行了同步控制。但还是存在潜在的安全问题。

ConcurrentHashMap:ConcurrentHashMap提供了HashTable和HashMap以及SynchronizedMap中所不同的锁机制。比起SynchronizedMap，它提供了好得多的并发性。多个读操作几乎总可以并发执行，同时进行的读和写操作也能并发执行，而同时进行的写操作仍然可以不时的并发执行。HashTable采用的锁机制是一次锁定整个hash表，从而同一时刻只能由一个线程对其进行操作；

ConrrentHashMap采用的锁机制是每一次锁定一个桶。

ConcurrentHahMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等寻常操作只锁当前需要用到的桶。这样一来，原本只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程进行执行，并发性的提升显而易见。前面所说的16个线程指的是写线程，而读操作基本不需要用到锁。只有在size等操作时才会锁定整个表。

在迭代方面，ConcurrentHashMap使用了一种不同的迭代方式。在这种迭代方式中，当Iterator被创建后集合在再发生改变就不会再是抛出ConcurrentModificationException,取而代之的是在改变时new新的数据从而不影响原有的数据，iterator完成后再将头指针替换为新的数据，这样Iterator线程就可以使用原来老的数据，从而写线程也可以并发的完成改变。

Hashmap与LinkedHashMap与TreeMap使用场景：

一般情况下，我们用的最多的是HashMap,在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap 可以实现,它还可以按读取顺序来排列.

Hashmap与SynchronizedMap与ConcurrentHashMap使用场景:

一般情况下使用HashMap,但是HashMap线程不安全，所以在多线程的场景下使用SynchronizedMap,但是SynchronizedMap也存在一些潜在的安全问题（如迭代时数据更改），这时我们拥有更好的选择concurrenthashMap。

扩展：

CopyOnWriteArrayList可以用于什么应用场景？

答：CopyOnWriteArrayList用于读多写少的并发场景，比如白名单、黑名单。

CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

CopyOnWriteArrayList(免锁容器)的好处之一是多个迭代器同时遍历和修改这个列表时，不会抛出ConcurrentModificationException。在CopyOnWriteArayList中，写入将会导致创建整个底层数组的副本，而源数组将保留在原地，使得复制的数组在被修改时，读取操作可以安全地执行。

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