特点总结:
实现类 | HashMap | LinkedHashMap | TreeMap | Hashtable | ConcurrentHashMap |
允许key/value为空 | 允许为空 | 允许为空 | 允许为空 | 不允许为空 | 不允许为空 |
线程安全 | 不安全 | 不安全 | 不安全 | 安全(全部锁) | 安全(部分锁) |
排序 | 无序 | 迭代器顺序 | 红黑树顺序(可以自定义) | 无序 | 无序 |
1、HashMap: Map最常用的实现类
a、HashMap可以存空的key和空的value。
public void nullKeyTest() { Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); map.put(null, "value"); System.out.println(map); // {null=value} }
public void nullValueTest() { Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); map.put("key", null); System.out.println(map); // {key=null} }
b、HashMap线程不安全,在多线程的情况下,需要额外方法实现数据的同步。Collections提供了同步的方法,如下:返回了一个线程安全的HashMap类。(PS:这时候可以考虑ConcurrentHashMap,下文有介绍)。
public void synchMapTest() { Map<String,Object> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String,Object>()); // returned a synchoronized HashMap }
2、LinkedHashMap: HashMap子类
a、LinkedHashMap作为HashMap的子类,同样也可以存空的key和空的value。
b、LinkedHashMap会按存入顺序存放元素(迭代器顺序)。
现实中很多情况下都可以使用LinkedHashMap,例如购物车的实现:按用户添加的时间顺序显示购物车中的元素。
以下map的输出是有顺序的,而map1是无序的。
public void iterateOrderTest() { Map<String, Object> map = new LinkedHashMap<String, Object>(); map.put("ccc", "value"); map.put("bbb", "value"); map.put("aaa", "value"); System.out.println(map); // {ccc=value, bbb=value, aaa=value} Map<String, Object> map1 = new HashMap<String, Object>(); map1.put("ccc", "value"); map1.put("bbb", "value"); map1.put("aaa", "value"); System.out.println(map1); // {aaa=value, ccc=value, bbb=value} }
c、LinkedHashMap有个方法叫:removeEldestEntry(Map.Entry) ,用户可以重写该方法来制定添加元素时的策略。方法内部返回true时,当要往该map中存放(put\putAll)元素时,就先删除最老的对象,然后再添加新对象。使用实例:在设计Cache(缓存)时,可以重写该方法来制定键值的过期规则。
API: http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/util/LinkedHashMap.html#removeEldestEntry(java.util.Map.Entry)
例子:在新建一个LinkedHashMap对象时,重写了其removeEldestEntry方法,如果map的容易大于2时,就返回true,于是最老的键aaa就被删除了。
public void removeEldestEntryTest() { Map<String, Object> map = new LinkedHashMap<String, Object>() { private int MAX_ENTRIES = 2; protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, Object> eldest) { return size() > MAX_ENTRIES; } }; map.put("aaa", "value"); map.put("bbb", "value"); map.put("ccc", "value"); System.out.println(map); // {bbb=value, ccc=value} }
所以如果不是为了键值的顺序,还是使用HashMap最好,因为LinkedHashMap需要额外的空间去维护键值之间的链表关系。
3、Hashtable类
Hashtable是JDK1.0就有的,算是很古老的Map实现了,前辈们设计的初衷就是为了线程安全考虑的(有点类似List里的一个实现类,叫Vector)。
另外就是Hashtable不能存放空的key/value,会报java.lang.NullPointerException错误。
值得一提的是,现在很少会用到Hashtable类,如果要在多线程的情况下使用线程安全类,那会考虑ConcurrentHashMap,下文有介绍。
4、SortedMap的实现类:TreeMap
TreeMap红黑树的一个实现。其键值按照自然顺序排序的。它的构造函数中提供了参数Comparator,可以自定义实现排序。
另外,TreeMap也是线程不安全的。
构造器API:
TreeMap(Comparator<? super K> comparator) // 返回一个空的tree map,按传入的comparator规则进行排序。
排序的例子:
public void orderTest() { Map<String, String> treeMap = new TreeMap<String, String>(); treeMap.put("aaa", "value1"); treeMap.put("bbb", "value2"); treeMap.put("ccc", "value3"); System.out.println(treeMap); // {aaa=value1, bbb=value2, ccc=value3} } // 自定义排序器:按键值的倒序排序: public void comparatorTest() { Map<String,String> treeMap1 = new TreeMap<String,String>(new Comparator<String>(){ public int compare(String o1, String o2) { return -o1.compareTo(o2); } }); treeMap1.put("aaa", "value1"); treeMap1.put("bbb", "value2"); treeMap1.put("ccc", "value3"); System.out.println(treeMap1); // {ccc=value3, bbb=value2, aaa=value1} }
5、ConcurrentMap的实现类:ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap是1.5版本引进的。Concurrent的意思是同时发生的,所以这个实现类的重点是线程安全。(有点类似于Hashtable,但也有区别)。
ConcurrentHashMap的默认并发级别是16。
ConcurrentHashMap的设计初衷是优化线程安全中的读操作,ConcurrentHashMap在取元素的操作(包括get)通常没有加锁,而对于另外一个线程安全的Hashtable来说,是所有方法都加同步锁的。
一般来说,在JAVA1.5版本以后,推荐使用的是ConcurrentHashMap,而Hashtable有点像是历史遗留的类而已。
以下是国外的一篇文章中摘录的ConcurrentHashMap和Hashtable的性能对比:
Threads | ConcurrentHashMap | Hashtable |
1 | 1.00 | 1.03 |
2 | 2.59 | 32.40 |
4 | 5.58 | 78.23 |
8 | 13.21 | 163.48 |
16 | 27.58 | 341.21 |
32 | 57.27 | 778.41 |
-------------------------------------------
参考:
1、JDK API doc online: http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/util/Map.html
2、ConcurrentHashMap and CopyOnWriteArrayList offer thread safety and improved scalability http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp07233/index.html