[置顶] 深入浅出 Map 的实现（HashMap、HashTable、LinkedHashMap、TreeMap）

来源：互联网发布：硕放菜鸟网络招聘编辑：程序博客网时间：2024/05/20 08:45

1、基本介绍

HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap 共同实现了接口Java.util.Map，都是键值对形式，且map的key不允许重复

2、详细介绍

a、HashMap

是一个最常用的Map实现方式,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，但是HashMap是无序、线程不安全的，且HashMap不同步，如果需要线程同步，则可以使用ConcurrentHashMap，也可以使用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法让HashMap具有同步的能力。其实同步同步，就看有没有synchronized关键字。 HashMap的key 有且只能允许一个null。至于存取方式我就不说了

注：线程不安全（多个线程访问同一个对象或实现进行更新操作时，造成数据混乱）

b、HashTable

HashTable继承自Dictionary类，它也是无序的，但是HashTable是线程安全的，同步的，即任一时刻只有一个线程能写HashTable，但是这也让HashTable在读取的时候，速度比HashMap慢，但是写入速度是比HashMap快的

之前我一直存在一个误区，以为HashMap的写入速度比HashTable快，但是测试表明，HashTable的写入快，读取慢。测试结果如下：

1、写入

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Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
Date date1= new Date();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
map.put(i, i);
}
Date date2 = new Date();
System.out.println("HashMap的插入时间：");
System.out.println(date2.getTime()-date1.getTime());
Map<Integer, Integer> map1 = new Hashtable<Integer, Integer>();
Date date3= new Date();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
map1.put(i, i);
}
Date date4 = new Date();
System.out.println("HashTable的插入时间：");
System.out.println(date4.getTime()-date3.getTime());

输出结果：HashMap的插入时间：1420
HashTable的插入时间：797

2、读取

[java] view plain copy

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
map.put(i, i);
}
Date date1= new Date();
for (Integer key : map.keySet()) {
map.get(key);
}
Date date2 = new Date();
System.out.println("HashMap的读取时间：");
System.out.println(date2.getTime()-date1.getTime());
Map<Integer, Integer> map1 = new Hashtable<Integer, Integer>();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
map1.put(i, i);
}
Date date3= new Date();
for (Integer key : map1.keySet()) {
map1.get(key);
}
Date date4 = new Date();
System.out.println("HashTable的读取时间：");
System.out.println(date4.getTime()-date3.getTime());

输出结果：

HashMap的读取时间：
188
HashTable的读取时间：
265

c、LinkedHashMap

LinkedHashMap是Map中常用的有序的两种实现之一，它保存了记录的插入顺序，先插入的先遍历到，就是说你插入是什么顺序，你出来就是什么顺序。

对于LinkedHashMap而言，它继承与HashMap、底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似，它通过重写父类相关的方法，来实现自己的链接列表特性。LinkedHashMap采用的hash算法和HashMap相同，但是它重新定义了数组中保存的元素Entry，该Entry除了保存当前对象的引用外，还保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用，从而在哈希表的基础上又构成了双向链接列表，效果图如下：

具体代码如下：

[java] view plain copy

Map<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
map.put("aw3", "21f");
map.put("dds", "333");
map.put("322", "33s");
map.put("fes", "ada");
map.put("444", "21");
System.out.println("LinkedHashMap的值：" + map);

输出结果：LinkedHashMap的值：{aw3=21f, dds=333, 322=33s, fes=ada, 444=21}

注：LinkedHashMap在遍历的时候会比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关，和容量无关，而HashMap的遍历速度和他的容量有关

d、TreeMap

TreeMap实现SortMap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。

TreeMap的排序原理是：红黑树算法的实现，具体概念参考：点击打开链接。

它的主要实现是Comparator架构，通过比较的方式，进行一个排序，以下是TreeMap的源码

[java] view plain copy

/**
* Compares two keys using the correct comparison method for this TreeMap.
*/
final int compare(Object k1, Object k2) {
return comparator==null ? ((Comparable<? super K>)k1).compareTo((K)k2)
: comparator.compare((K)k1, (K)k2);
}

我们也可以自定义Comparator， TreeMap进行降序排序，这点是LinkedHashMap不能实现的

具体代码如下：

[java] view plain copy

//默认的TreeMap升序排列
Map<String,Integer> map1 = new TreeMap<String,Integer>();
map1.put("a", 222);
map1.put("s", 111);
map1.put("b", 222);
map1.put("d", 222);
System.out.println("map1=" + map1);
//自定义排序方式——降序
Map<String, Integer> map = new TreeMap<String, Integer>(new Comparator<String>() {
/*
* int compare(Object o1, Object o2) 返回一个基本类型的整型，
* 返回负数表示：o1 小于o2，
* 返回0 表示：o1和o2相等，
* 返回正数表示：o1大于o2。
*/
public int compare(String a, String b) {
//这里的compareTo比较的是字符串的ASC码
return b.compareTo(a);
}
});
map.put("a", 222);
map.put("s", 111);
map.put("b", 222);
map.put("d", 222);
System.out.println("map=" + map);

输出结果：

map1={a=222, b=222, d=222, s=111}
map={s=111, d=222, b=222, a=222}

注：这里字符串的compareTo 值得注意，因为比较的是ASC码，所以当字符串里面的值为int类型的时候，可能输出的结果不是根据数字大小来排序的。例如：

[java] view plain copy

//自定义排序方式——降序
Map<String, Integer> map2 = new TreeMap<String, Integer>(new Comparator<String>() {
/*
* int compare(Object o1, Object o2) 返回一个基本类型的整型，
* 返回负数表示：o1 小于o2，
* 返回0 表示：o1和o2相等，
* 返回正数表示：o1大于o2。
*/
public int compare(String a, String b) {
//这里的compareTo比较的是字符串的ASC码
return b.compareTo(a);
}
});
map2.put("1", 222);
map2.put("5", 111);
map2.put("22", 222);
map2.put("19", 222);
System.out.println("map2=" + map2);

输出结果：map2={5=111, 22=222, 19=222, 1=222}

也就是说，当你用Integer做key的时候，比较的方法就需要改变一下，如下：

[java] view plain copy

//自定义排序方式——降序
Map<String, Integer> map2 = new TreeMap<String, Integer>(new Comparator<String>() {
/*
* int compare(Object o1, Object o2) 返回一个基本类型的整型，
* 返回负数表示：o1 小于o2，
* 返回0 表示：o1和o2相等，
* 返回正数表示：o1大于o2。
*/
public int compare(String a, String b) {
//这里就是直接比较整型的数值大小
return Integer.parseInt(b) - Integer.parseInt(a);
}
});
map2.put("1", 222);
map2.put("5", 111);
map2.put("22", 222);
map2.put("19", 222);
System.out.println("map2=" + map2);

输出结果： map2={22=222, 19=222, 5=111, 1=222}

3、总结

1、Map中，HashMap具有超高的访问速度，如果我们只是在Map 中插入、删除和定位元素，而无关线程安全或者同步问题，HashMap 是最好的选择。

2、如果考虑线程安全或者写入速度的话，可以使用HashTable

3、如果想按怎么存的顺序怎么取，比如队列形式，排排队。那么使用LinkedHashMap吧，怎么用怎么爽

4、如果需要让Map按照key进行升序或者降序排序，那就用TreeMap吧

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