hashMap在1.7和1.8的区别 前言 目录 1. 简介 2. 数据结构:引入了 红黑树 3. 具体使用

2.HashMap在Java1.7与1.8中的区别

   同系列文章:(1)美团面试题:Hashmap的结构,1.7和1.8有哪些区别,史上最深入的分析

1.Java源码分析:HashMap 1.8 相对于1.7 到底更新了什么?(转载)

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2.HashMap在Java1.7与1.8中的区别

基于JDK1.7.0_80JDK1.8.0_66做的分析

JDK1.7中

使用一个Entry数组来存储数据,用key的hashcode取模来决定key会被放到数组里的位置,如果hashcode相同,或者hashcode取模后的结果相同(hash collision),那么这些key会被定位到Entry数组的同一个格子里,这些key会形成一个链表。

在hashcode特别差的情况下,比方说所有key的hashcode都相同,这个链表可能会很长,那么put/get操作都可能需要遍历这个链表

也就是说时间复杂度在最差情况下会退化到O(n)

JDK1.8中

使用一个Node数组来存储数据,但这个Node可能是链表结构,也可能是红黑树结构

如果插入的key的hashcode相同,那么这些key也会被定位到Node数组的同一个格子里。

如果同一个格子里的key不超过8个,使用链表结构存储。

如果超过了8个,那么会调用treeifyBin函数,将链表转换为红黑树。

那么即使hashcode完全相同,由于红黑树的特点,查找某个特定元素,也只需要O(log n)的开销

也就是说put/get的操作的时间复杂度最差只有O(log n)

听起来挺不错,但是真正想要利用JDK1.8的好处,有一个限制:

key的对象,必须正确的实现了Compare接口

如果没有实现Compare接口,或者实现得不正确(比方说所有Compare方法都返回0)

那JDK1.8的HashMap其实还是慢于JDK1.7的

简单的测试数据如下:

向HashMap中put/get 1w条hashcode相同的对象

JDK1.7:                                  put 0.26s,get 0.55s

JDK1.8(未实现Compare接口):put 0.92s,get 2.1s

但是如果正确的实现了Compare接口,那么JDK1.8中的HashMap的性能有巨大提升,这次put/get 100W条hashcode相同的对象

JDK1.8(正确实现Compare接口,):put/get大概开销都在320ms左右

为什么要这么操作呢?

我认为应该是为了避免Hash Collision DoS攻击

Java中String的hashcode函数的强度很弱,有心人可以很容易的构造出大量hashcode相同的String对象。

如果向服务器一次提交数万个hashcode相同的字符串参数,那么可以很容易的卡死JDK1.7版本的服务器。

但是String正确的实现了Compare接口,因此在JDK1.8版本的服务器上,Hash Collision DoS不会造成不可承受的开销。

参考资料:

jdk1.7.0_80的HashMap源码

jdk1.8.0_66的HashMap源码

Java 8系列之重新认识HashMap

HASH COLLISION DOS 问题

1.Java源码分析:HashMap 1.8 相对于1.7 到底更新了什么?(转载)

  • HashMapJavaAndroid 开发中非常常见
  • HashMap 1.8 相对于 HashMap 1.7 更新多
  • 今天,我将通过源码分析HashMap 1.8 ,从而讲解HashMap 1.8 相对于 HashMap 1.7 的更新内容,希望你们会喜欢。
  1. 本文基于版本 JDK 1.8,即 Java 8
  2. 关于版本 JDK 1.7,即 Java 7,具体请看文章Java:手把手带你源码分析 HashMap 1.7

目录

 
hashMap在1.7和1.8的区别
前言
目录
1. 简介
2. 数据结构:引入了 红黑树
3. 具体使用
示意图

1. 简介

  • 类定义
public class HashMap<K,V>
         extends AbstractMap<K,V> 
         implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
  • 主要简介
 
hashMap在1.7和1.8的区别
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1. 简介
2. 数据结构:引入了 红黑树
3. 具体使用
示意图
  • HashMap 的实现在 JDK 1.7JDK 1.8 差别较大
  • 今天,我将对照 JDK 1.7的源码,在此基础上讲解 JDK 1.8HashMap 的源码解析

请务必打开JDK 1.7对照看:Java:手把手带你源码分析 HashMap 1.7


2. 数据结构:引入了 红黑树

2.1 主要介绍

 
hashMap在1.7和1.8的区别
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1. 简介
2. 数据结构:引入了 红黑树
3. 具体使用
示意图

关于 红黑树 的简介

 
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1. 简介
2. 数据结构:引入了 红黑树
3. 具体使用
示意图

更加具体的了解,请:点击阅读文章

2.2 存储流程

注:为了让大家有个感性的认识,只是简单的画出存储流程,更加详细 & 具体的存储流程会在下面源码分析中给出

 
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2. 数据结构:引入了 红黑树
3. 具体使用
示意图

2.3 数组元素 & 链表节点的 实现类

  • HashMap中的数组元素 & 链表节点 采用 Node类 实现

JDK 1.7 的对比(Entry类),仅仅只是换了名字

  • 该类的源码分析如下

具体分析请看注释

/** 
  * Node  = HashMap的内部类,实现了Map.Entry接口,本质是 = 一个映射(键值对)
  * 实现了getKey()、getValue()、equals(Object o)和hashCode()等方法
  **/  

  static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {

        final int hash; // 哈希值,HashMap根据该值确定记录的位置
        final K key; // key
        V value; // value
        Node<K,V> next;// 链表下一个节点

        // 构造方法
        Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }
        
        public final K getKey()        { return key; }   // 返回 与 此项 对应的键
        public final V getValue()      { return value; } // 返回 与 此项 对应的值
        public final String toString() { return key + "=" + value; }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

      /** 
        * hashCode() 
        */
        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

      /** 
        * equals()
        * 作用:判断2个Entry是否相等,必须key和value都相等,才返回true  
        */
        public final boolean equals(Object o) {
            if (o == this)
                return true;
            if (o instanceof Map.Entry) {
                Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
                if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
                    Objects.equals(value, e.getValue()))
                    return true;
            }
            return false;
        }
    }

2.4 红黑树节点 实现类

  • HashMap中的红黑树节点 采用 TreeNode 类 实现
 /**
  * 红黑树节点 实现类:继承自LinkedHashMap.Entry<K,V>类
  */
  static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {  

    // 属性 = 父节点、左子树、右子树、删除辅助节点 + 颜色
    TreeNode<K,V> parent;  
    TreeNode<K,V> left;   
    TreeNode<K,V> right;
    TreeNode<K,V> prev;   
    boolean red;   

    // 构造函数
    TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {  
        super(hash, key, val, next);  
    }  
  
    // 返回当前节点的根节点  
    final TreeNode<K,V> root() {  
        for (TreeNode<K,V> r = this, p;;) {  
            if ((p = r.parent) == null)  
                return r;  
            r = p;  
        }  
    } 

3. 具体使用

3.1 主要使用API(方法、函数)

JDK 1.7 基本相同

V get(Object key); // 获得指定键的值
V put(K key, V value);  // 添加键值对
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);  // 将指定Map中的键值对 复制到 此Map中
V remove(Object key);  // 删除该键值对

boolean containsKey(Object key); // 判断是否存在该键的键值对;是 则返回true
boolean containsValue(Object value);  // 判断是否存在该值的键值对;是 则返回true
 
Set<K> keySet();  // 单独抽取key序列,将所有key生成一个Set
Collection<V> values();  // 单独value序列,将所有value生成一个Collection

void clear(); // 清除哈希表中的所有键值对
int size();  // 返回哈希表中所有 键值对的数量 = 数组中的键值对 + 链表中的键值对
boolean isEmpty(); // 判断HashMap是否为空;size == 0时 表示为 空 

3.2 使用流程

JDK 1.7 基本相同

  • 在具体使用时,主要流程是:
  1. 声明1个 HashMap的对象
  2. HashMap 添加数据(成对 放入 键 - 值对)
  3. 获取 HashMap 的某个数据
  4. 获取 HashMap 的全部数据:遍历HashMap
  • 示例代码
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class HashMapTest {

    public static void main(String[] args) {
      /**
        * 1. 声明1个 HashMap的对象
        */
        Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();

      /**
        * 2. 向HashMap添加数据(成对 放入 键 - 值对)
        */
        map.put("Android", 1);
        map.put("Java", 2);
        map.put("iOS", 3);
        map.put("数据挖掘", 4);
        map.put("产品经理", 5);

       /**
        * 3. 获取 HashMap 的某个数据
        */
        System.out.println("key = 产品经理时的值为:" + map.get("产品经理"));

      /**
        * 4. 获取 HashMap 的全部数据:遍历HashMap
        * 核心思想:
        * 步骤1:获得key-value对(Entry) 或 key 或 value的Set集合
        * 步骤2:遍历上述Set集合(使用for循环 、 迭代器(Iterator)均可)
        * 方法共有3种:分别针对 key-value对(Entry) 或 key 或 value
        */

        // 方法1:获得key-value的Set集合 再遍历
        System.out.println("方法1");
        // 1. 获得key-value对(Entry)的Set集合
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();

        // 2. 遍历Set集合,从而获取key-value
        // 2.1 通过for循环
        for(Map.Entry<String, Integer> entry : entrySet){
            System.out.print(entry.getKey());
            System.out.println(entry.getValue());
        }
        System.out.println("----------");
        // 2.2 通过迭代器:先获得key-value对(Entry)的Iterator,再循环遍历
        Iterator iter1 = entrySet.iterator();
        while (iter1.hasNext()) {
            // 遍历时,需先获取entry,再分别获取key、value
            Map.Entry entry = (Map.Entry) iter1.next();
            System.out.print((String) entry.getKey());
            System.out.println((Integer) entry.getValue());
        }


        // 方法2:获得key的Set集合 再遍历
        System.out.println("方法2");

        // 1. 获得key的Set集合
        Set<String> keySet = map.keySet();

        // 2. 遍历Set集合,从而获取key,再获取value
        // 2.1 通过for循环
        for(String key : keySet){
            System.out.print(key);
            System.out.println