Java集合详解之Map
一.首先看看集合框架体系图
从图中能够看到，Map接口扩展了Iterator接口，关于Iterator接口详解请移步：Iterator接口详解html
二.Map是什么？
Map<k,v>使用键值对存储，map会维护与键k相关联的值v。两个key能够关联相同的对象，但key不能重复，常见的key是String类型，但也能够是任何对象。经过键就能够找到对应的值，这种数据结构就是Map(映射)java
Map接口中定义的方法：数组
void clear() //删除全部的映射 default V compute(K key, BiFunction<? super K,? super V,? extends V> remappingFunction) //尝试计算指定键的映射及其当前映射的值（若是没有当前映射， null ）。 default V computeIfAbsent(K key, Function<? super K,? extends V> mappingFunction) /*若是指定的键还没有与值相关联（或映射到 null ），则尝试使用给定的映射函数计算其值，并将其输入到此/映射中，除非 null 。 */ default V computeIfPresent(K key, BiFunction<? super K,? super V,? extends V> remappingFunction) //若是指定的密钥的值存在且非空，则尝试计算给定密钥及其当前映射值的新映射。 boolean containsKey(Object key) //若是此映射包含指定键的映射，则返回 true 。 boolean containsValue(Object value) //若是此map将一个或多个键映射到指定的值，则返回 true 。 Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() //返回此map中包含的映射的Set视图。 boolean equals(Object o) //将指定的对象与此映射进行比较以得到相等性。 default void forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action) //对此映射中的每一个条目执行给定的操做，直到全部条目都被处理或操做引起异常。 V get(Object key) //返回到指定键所映射的值，或 null default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) //返回到指定键所映射的值，或 defaultValue int hashCode() //返回此map的哈希码值。 boolean isEmpty() //若是此map不包含键值映射，则返回 true 。 Set<K> keySet() //返回此map中包含的键的Set视图。 default V merge(K key, V value, BiFunction<? super V,? super V,? extends V> remappingFunction) //若是指定的键还没有与值相关联或与null相关联，则将其与给定的非空值相关联。 V put(K key, V value) //将指定的值与该映射中的指定键相关联（可选操做）。 void putAll(Map<? extends K,? extends V> m) //将指定map的全部映射复制到此映射（可选操做）。 default V putIfAbsent(K key, V value) /*若是指定的键还没有与某个值相关联（或映射到 null ）将其与给定值相关联并返回null，不然返回当前值。 */ V remove(Object key) //若是存在（从可选的操做），从该map中删除一个键的映射。 default boolean remove(Object key, Object value) //仅当指定的密钥当前映射到指定的值时删除该条目。 default V replace(K key, V value) //只有当目标映射到某个值时，才能替换指定键的条目。 default boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) //仅当当前映射到指定的值时，才能替换指定键的条目。 default void replaceAll(BiFunction<? super K,? super V,? extends V> function) //将每一个条目的值替换为对该条目调用给定函数的结果，直到全部条目都被处理或该函数抛出异常。 int size() //返回此map中键值映射的数量。 Collection<V> values() //返回此map中包含的值的Collection视图。
三.具体实现类
1.HashMap
JDK1.8 以前 HashMap 底层是 数组和链表 结合在一块儿使用也就是 链表散列。（关于散列表的知识请移步：集合详解之Set--散列表）HashMap 经过 key 的 hashCode 通过扰动函数（所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数以后能够减小碰撞。）处理事后获得 hash 值，而后经过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置（这里的 n 指的是数组的长度），若是当前位置存在元素的话，就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，若是相同的话，直接覆盖，不相同就经过拉链法解决冲突。数据结构以下图：安全
JDK1.8 之后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减小搜索时间。数据结构图以下：数据结构
HashMap最多只容许一条记录的键为null，容许多条记录的值为null。HashMap非线程安全，即任一时刻能够有多个线程同时写HashMap，可能会致使数据的不一致。若是须要知足线程安全，能够用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具备线程安全的能力，或者使用ConcurrentHashMap。多线程
2.HashTable
HashTable和HashMap的实现原理几乎同样，差异无非是1.HashTable不容许key和value为null；2.HashTable是线程安全的。可是HashTable线程安全的策略实现代价却太大了，简单粗暴，get/put全部相关操做都是synchronized的，这至关于给整个哈希表加了一把大锁，多线程访问时候，只要有一个线程访问或操做该对象，那其余线程只能阻塞，至关于将全部的操做串行化，在竞争激烈的并发场景中性能就会很是差。Hashtable不建议在新代码中使用，不须要线程安全的场合能够用HashMap替换，须要线程安全的场合能够用ConcurrentHashMap替换。数据结构以下图：并发
3.LinkedHashMap
LinkedHashMap是HashMap的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先获得的记录确定是先插入的，也能够在构造时带参数，按照访问次序排序。看名字也能够猜到，LinkedHashMap就是在HashMap的基础上加了一个链表来保存记录的插入顺序。结构图以下：app
4.TreeMap
TreeMap实现SortedMap接口，可以把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也能够指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，获得的记录是排过序的。若是使用排序的映射，建议使用TreeMap。在使用TreeMap时，key必须实现Comparable接口或者在构造TreeMap传入自定义的Comparator，不然会在运行时抛出java.lang.ClassCastException类型的异常框架
这里顺便提一下Comparable与Comparator的简单区别：函数
- comparable是java.lang包下的一个接口，使用compareTo(Object obj)方法来进行排序的。
- comparator是java.util包下的一个接口，使用compare（Object obj1,Object obj2）方法来进行排序的。