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1.Hashtable，HashMap和TreeMap的区别
2.String源码分析(1)--哈希篇
3.Redis7.0源码阅读：哈希表扩容、缩容以及rehash
4.hashmap底层实现原理

Hashtable，HashMap和TreeMap的区别

       Java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map，

       å®ƒæœ‰å››ä¸ªå®žçŽ°ç±»ï¼Œåˆ†åˆ«æ˜¯HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap。

       è¿™é‡Œä»‹ç»è¿™4中实例的用法和区别。

关键技术剖析：

       Map用于存储键值对，根据键得到值，因此不允许键重复，值可以重复。

       l  ï¼ˆ1）HashMap是一个最常用的Map，它根据键的hashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。HashMap最多只允许一条记录的键为null，不允许多条记录的值为null。HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法使HashMap具有同步的能力。

       l  ï¼ˆ2）Hashtable与HashMap类似，不同的是：它不允许记录的键或者值为空；它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，然而，这也导致了Hashtable在写入时会比较慢。

       l  ï¼ˆ3）LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iteraor遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的。在遍历的时候会比HashMap慢。有HashMap的全部特性。

       l  ï¼ˆ4）TreeMap能够把它保存的记录根据键排序，默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器。当用Iteraor遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。TreeMap的键和值都不能为空。

         

import java.util.HashMap;

       import java.util.Hashtable;

       import java.util.Iterator;

       import java.util.LinkedHashMap;

       import java.util.Map;

       import java.util.TreeMap;

        

        

       public class TestMap {

         

         

          public static void init(Map map){

             if (map != null){

                String key = null;

                for (int i=5; i>0; i--){

                   key = new Integer(i).toString() + ".0";

                   map.put(key, key.toString());

                   //Map中的键是不重复的，如果插入两个键值一样的记录，

                   //那么后插入的记录会覆盖先插入的记录

                   map.put(key, key.toString() + "0");         }

             }

          }

         

          public static void output(Map map){

             if (map != null){

                Object key = null;

                Object value = null;

                //使用迭代器遍历Map的键，根据键取值

                Iterator it = map.keySet().iterator();

                while (it.hasNext()){

                   key = it.next();

                   value = map.get(key);

                   System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );

                }

                //或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry

                Map.Entry entry = null;

                it = map.entrySet().iterator();

                while (it.hasNext()){

                   //一个Map.Entry代表一条记录

                   entry = (Map.Entry)it.next();

                   //通过entry可以获得记录的键和值

                   //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());

                }

             }

          }

         

          public static boolean containsKey(Map map, Object key){

             if (map != null){

                return map.containsKey(key);

             }

             return false;

          }

         

          public static boolean containsValue(Map map, Object value){

             if (map != null){

                return map.containsValue(value);

             }

             return false;

          }

         

          public static void testHashMap(){

             Map myMap = new HashMap();

             init(myMap);

             //HashMap的键可以为null

             myMap.put(null,"ddd");

             //HashMap的值可以为null

             myMap.put("aaa", null);

             output(myMap);

          }

         

          public static void testHashtable(){

             Map myMap = new Hashtable();

             init(myMap);

             //Hashtable的键不能为null

             //myMap.put(null,"ddd");

             //Hashtable的值不能为null

             //myMap.put("aaa", null);

             output(myMap);

          }

         

          public static void testLinkedHashMap(){

             Map myMap = new LinkedHashMap();

             init(myMap);

             //LinkedHashMap的键可以为null

             myMap.put(null,"ddd");

             myMap.put(null,"aaa");

             //LinkedHashMap的值可以为null

             myMap.put("aaa", null);

             output(myMap);

          }

         

          public static void testTreeMap(){

             Map myMap = new TreeMap();

             init(myMap);

             //TreeMap的键不能为null

             //myMap.put(null,"ddd");

             //TreeMap的值不能为null

             //myMap.put("aaa", null);

             output(myMap);

          }

        

          public static void main(String[] args) {

             System.out.println("采用HashMap");

             TestMap.testHashMap();

             System.out.println("采用Hashtable");

             TestMap.testHashtable();

             System.out.println("采用LinkedHashMap");

             TestMap.testLinkedHashMap();

             System.out.println("采用TreeMap");

             TestMap.testTreeMap();

            

             Map myMap = new HashMap();

             TestMap.init(myMap);

             System.out.println("新初始化一个Map: myMap");

             TestMap.output(myMap);

             //清空Map

             myMap.clear();

             System.out.println("将myMap clear后，myMap空了么?  " + myMap.isEmpty());

             TestMap.output(myMap);

             myMap.put("aaa", "aaaa");

             myMap.put("bbb", "bbbb");

             //判断Map是否包含某键或者某值

             System.out.println("myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));

             System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));

             //根据键删除Map中的记录

             myMap.remove("aaa");

             System.out.println("删除键aaa后，myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));

             //获取Map的记录数

             System.out.println("myMap包含的记录数:  " + myMap.size());

          }

       }

       è¾“出结果：

       é‡‡ç”¨HashMap

       key: null; value: ddd

       key: 3.0; value: 3.

       key: aaa; value: null

       key: 4.0; value: 4.

       key: 1.0; value: 1.

       key: 5.0; value: 5.

       key: 2.0; value: 2.

       é‡‡ç”¨Hashtable

       key: 4.0; value: 4.

       key: 1.0; value: 1.

       key: 3.0; value: 3.

       key: 5.0; value: 5.

       key: 2.0; value: 2.

       é‡‡ç”¨LinkedHashMap

       key: 5.0; value: 5.

       key: 4.0; value: 4.

       key: 3.0; value: 3.

       key: 2.0; value: 2.

       key: 1.0; value: 1.

       key: null; value: aaa

       key: aaa; value: null

       é‡‡ç”¨TreeMap

       key: 1.0; value: 1.

       key: 2.0; value: 2.

       key: 3.0; value: 3.

       key: 4.0; value: 4.

       key: 5.0; value: 5.

       æ–°åˆå§‹åŒ–一个Map: myMap

       key: 3.0; value: 3.

       key: 4.0; value: 4.

       key: 1.0; value: 1.

       key: 5.0; value: 5.

       key: 2.0; value: 2.

       å°†myMap clear后，myMap空了么?  true

       myMap包含键aaa?  true

       myMap包含值aaaa?  true

       åˆ é™¤é”®aaa后，myMap包含键aaa?  false

       myMap包含的记录数:  1

       æºç åˆ†æžï¼š

遍历Map有两种方法：

       ï¼ˆ1）map的keySet()方法获得键的集合，再调用键集合的iterator方法获得键的迭代器，以此迭代地取出Map中的键，用get方法获得键对应的值，便完成了Map的遍历。代码如下所示：

       //使用迭代器遍历Map的键，根据键取值

               Iterator it = map.keySet().iterator();

               while (it.hasNext()){

                  key = it.next();

                  value = map.get(key);

                  System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );

               }

       ï¼ˆ2）使用Map的entrySet方法获得Map中记录的集合，每条对象都是一个Map.Entry对象，使用其getKey方法获得记录的键，使用其getValue方法获得记录的值。代码如下所示：

               //或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry

               Map.Entry entry = null;

               it = map.entrySet().iterator();

               while (it.hasNext()){

                  //一个Map.Entry代表一条记录

                  entry = (Map.Entry)it.next();

                  //通过entry可以获得记录的键和值

                  //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());

String源码分析(1)--哈希篇

       本文基于JDK1.8，从Java中==符号的使用开始，解释了它判断的是对象的内存地址而非内容是否相等。接着，通过分析String类的作业帮 源码equals()方法实现，说明了在比较字符串时，应使用equals()而非==，因为equals()方法可以准确判断字符串内容是否相等。

       深入探讨了String类作为“值类”的特性，即它需要覆盖Object类的equals()方法，以满足比较字符串时逻辑上相等的需求。同时，强调了在覆盖equals()方法时也必须覆盖hashCode()方法，以确保基于散列的集合（如HashMap、HashSet和Hashtable）可以正常工作。解释了哈希码（hashcode）在将不同的输入映射成唯一值中的作用，以及它与字符串内容的关系。

       在分析String类的hashcode()方法时，介绍了计算哈希值的公式，包括使用这个奇素数的抽奖转盘 源码原因，以及其在计算性能上的优势。进一步探讨了哈希碰撞的概念及其产生的影响，提出了防止哈希碰撞的有效方法之一是扩大哈希值的取值空间，并介绍了生日攻击这一概念，解释了它如何在哈希空间不足够大时制造碰撞。

       最后，总结了哈希碰撞与散列表性能的关系，以及在满足安全与成本之间找到平衡的重要性。提出了确保哈希值的最短长度的考虑因素，并提醒读者在理解和学习JDK源码时，数码回收源码可以关注相关公众号以获取更多源码分析文章。

Redis7.0源码阅读：哈希表扩容、缩容以及rehash

       当哈希值相同发生冲突时，Redis 使用链表法解决，将冲突的键值对通过链表连接，但随着数据量增加，冲突加剧，查找效率降低。负载因子衡量冲突程度，负载因子越大，pc游戏源码冲突越严重。为优化性能，Redis 需适时扩容，将新增键值对放入新哈希桶，减少冲突。

       扩容发生在 setCommand 部分，其中 dictKeyIndex 获取键值对索引，判断是否需要扩容。_dictExpandIfNeeded 函数执行扩容逻辑，条件包括：不在 rehash 过程中，nmap源码修改哈希表初始大小为0时需扩容，或负载因子大于1且允许扩容或负载因子超过阈值。

       扩容大小依据当前键值对数量计算，如哈希表长度为4，实际有9个键值对，扩容至（最小的2的n次幂大于9）。子进程存在时，dict_can_resize 为0，反之为1。fork 子进程用于写时复制，确保持久化操作的稳定性。

       哈希表缩容由 tryResizeHashTables 判断负载因子是否小于0.1，条件满足则重新调整大小。此操作在数据库定时检查，且无子进程时执行。

       rehash 是为解决链式哈希效率问题，通过增加哈希桶数量分散存储，减少冲突。dictRehash 函数完成这一任务，移动键值对至新哈希表，使用位运算优化哈希计算。渐进式 rehash 通过分步操作，减少响应时间，适应不同负载情况。定时任务检测服务器空闲时，进行大步挪动哈希桶。

       在 rehash 过程中，数据查询首先在原始哈希表进行，若未找到，则在新哈希表中查找。rehash 完成后，哈希表结构调整，原始表指向新表，新表内容返回原始表，实现 rehash 结果的整合。

       综上所述，Redis 通过哈希表的扩容、缩容以及 rehash 动态调整哈希桶大小，优化查找效率，确保数据存储与检索的高效性。这不仅提高了 Redis 的性能，也为复杂数据存储与管理提供了有力支持。

hashmap底层实现原理

       hashmap底层实现原理是SortedMap接口能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，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。

       å¦‚果使用排序的映射，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，否则会在运行时抛出java.lang.ClassCastException类型的异常。

       Hashtable是遗留类，很多映射的常用功能与HashMap类似，不同的是它承自Dictionary类，并且是线程安全的，任一时间只有一个线程能写Hashtable

       ä»Žç»“构实现来讲，HashMap是：数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的。

扩展资料

       ä»Žæºç å¯çŸ¥ï¼ŒHashMap类中有一个非常重要的字段，就是 Node[] table，即哈希桶数组。Node是HashMap的一个内部类，实现了Map.Entry接口，本质是就是一个映射(键值对)，除了K，V，还包含hash和next。

       HashMap就是使用哈希表来存储的。哈希表为解决冲突，采用链地址法来解决问题，链地址法，简单来说，就是数组加链表的结合。在每个数组元素上都一个链表结构，当数据被Hash后，得到数组下标，把数据放在对应下标元素的链表上。

       å¦‚果哈希桶数组很大，即使较差的Hash算法也会比较分散，如果哈希桶数组数组很小，即使好的Hash算法也会出现较多碰撞，所以就需要在空间成本和时间成本之间权衡，其实就是在根据实际情况确定哈希桶数组的大小，并在此基础上设计好的hash算法减少Hash碰撞。