常用集合的原理分析

  • 分析常用集合的底層的原理:ArrayList、Vector、LinckedList、HashMap、HashSet、LinkedHashMap、LruCache、SparseArray、ConcurrentHashMap

一、ArrayList

  • 最佳的做法是將ArrayList作為默認(rèn)的首選,當(dāng)你需要而外的功能的時(shí)候,或者是當(dāng)程序性能由于經(jīng)常需要從表中間插入和刪除而變差的時(shí)候,才會(huì)去選擇LinkedList 來(lái)源于THinking in Java

  • 源碼分析

    • 最重要的兩個(gè)屬性分別是: elementData 數(shù)組 size的大小
    transient Object[] elementData;
      /**
       * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
       *
       * @serial
       */
      //以及 size 大小
      private int size;
    
    • transient: java:語(yǔ)言的關(guān)鍵字,變量修飾符,如果用transient聲明一個(gè)實(shí)例變量,當(dāng)對(duì)象存儲(chǔ)時(shí),它的值不需要維持。換句話來(lái)說(shuō)就是,用transient關(guān)鍵字標(biāo)記的成員變量不參與序列化過(guò)程。
    • 構(gòu)造函數(shù): new ArrayList() 的時(shí)候,會(huì)指定一個(gè)Object[]
       private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
      public ArrayList() {
          super();
          this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
      }
    
    • 指定長(zhǎng)度
    public ArrayList(int initialCapacity) {
          super();
          if (initialCapacity < 0)
              throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                      initialCapacity);
          this.elementData = new Object[initialCapacity];
      }
    
    • new Collection() 添加一個(gè)集合
     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
          elementData = c.toArray();
          size = elementData.length;
          // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
          if (elementData.getClass() != Object[].class)
              elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, 
    Object[].class);
      }
    
    • 添加元素add() 將指定的元素追加到列表的末尾
        public boolean add(E e) {
         // 比如說(shuō)加了一個(gè)元素
         ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
         elementData[size++] = e;//這里的推算是 elementData[0]=e
         return true;
     }
    
    
    • ensureCapacityInternal()方法詳情,如果是add 一個(gè)元素,那么就會(huì)走到ensureExplicitCapacity()的方法中!同時(shí)第一次擴(kuò)容的最小的值為DEFAULT_CAPACITY=10;
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        // 如果 是直接new ArrayList的話,那么擴(kuò)容的最小的值為10
        if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        //開(kāi)始擴(kuò)展
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
    
    • ensureExplicitCapacity(minCapacity),其中 minCapacity是最小的長(zhǎng)度,如果是使用的 new ArrayList<E>() 然后 add(E),那么這個(gè) minCapacity=10.具體請(qǐng)看代碼的邏輯
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
         modCount++;
    
         // overflow-conscious code
         if (minCapacity - elementData.length > 0)
             grow(minCapacity);
     }
    
    • grow(minCapactity) 增加容量以確保它至少能容納由最小容量參數(shù)指定的元素?cái)?shù)量。
      private void grow(int minCapacity) {
          // overflow-conscious code
          int oldCapacity = elementData.length;
          //(oldCapacity >> 1)等于 oldCapacity%2 意思就是除以2,取整數(shù)
          int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
          if (newCapacity - minCapacity < 0)
              newCapacity = minCapacity;
          if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
              newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
          // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
          //最小容量通常接近大小,所以這是一個(gè)勝利:
          elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
      }
    
    • 分析上面的問(wèn)題,假如第一次添加數(shù)據(jù),那么oldCapacity =0;0>>2=0; newCapacity - minCapacity < 0就是 :0-10肯定小于0的,所以 newCapacity = minCapacity;,根據(jù)前面的分析,minCapacity=10!
    • minCapacity is usually close to size, so this is a win: 翻譯為:最小容量通常接近大小,所以這是一個(gè)勝利: 最后調(diào)用等到一個(gè)容器長(zhǎng)度為10elementData:
    • 最后一步在 elementData[size++] = e;就是把 elementData[0] = e;賦值完成了,size才會(huì)++ ,等于size=1
    • 關(guān)于 >>代表右移; 2的二進(jìn)制是10,>>代表右移,10右移1位是二進(jìn)制的1<<代表左移,10左移1位是二進(jìn)制的100,也就是十進(jìn)制的4。
  • 往指定角標(biāo)中添加元素 ,過(guò)程和添加一個(gè)元素一樣,只不過(guò)這個(gè)方法更加的高效System.arraycopy()

 public void add(int index, E element) {
       if (index > size || index < 0)
           throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
      // 首先擴(kuò)容校驗(yàn)。
       ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
       // TODO: 2018/8/16  使用了 native的方法
       // 復(fù)制,向后移動(dòng) 接著對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制,目的是把 index 位置空出來(lái)放本次插入的數(shù)據(jù),并將后面的數(shù)據(jù)向后移動(dòng)一個(gè)位置。
       System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
               size - index);
       elementData[index] = element;
       size++;
   }
  • ArrayList中自定義了 writeObjectreadObject ,目的是為了:JVM 會(huì)調(diào)用這兩個(gè)自定義方法來(lái)實(shí)現(xiàn)序列化與反序列化 ArrayList 只序列化(序列化 (Serialization)將對(duì)象的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為可以存儲(chǔ)或傳輸?shù)男问降倪^(guò)程。在序列化期間,對(duì)象將其當(dāng)前狀態(tài)寫入到臨時(shí)或持久性存儲(chǔ)區(qū)。以后,可以通過(guò)從存儲(chǔ)區(qū)中讀取或反序列化對(duì)象的狀態(tài),重新創(chuàng)建該對(duì)象)了被使用的數(shù)據(jù)。
 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
            throws java.io.IOException{
...
    }
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
...
}
  • ArrayList的線程不安全,通過(guò)下面的方式證明
  final ArrayList<String> lists=new ArrayList<>();
        Thread t1= new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                for (int i=0;i<25;i++){
                    lists.add("我是i="+i);
                }
            }
        };
        Thread t2= new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                for (int i=25;i<50;i++){
                    lists.add("我是i="+i);
                }

            }
        };
        //主線程休眠1秒鐘,以便t1和t2兩個(gè)線程將lists填裝完畢。
        t1.start();
        t2.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
            // 即使睡完覺(jué)了,但是也有可能長(zhǎng)度不對(duì)
            for(int l=0;l<lists.size();l++){
                // todo   兩個(gè)線程不斷的插入的話,就會(huì)導(dǎo)致插入的是null     我是i=34   我是i=10   我是i=35   我是i=11   null   null   我是i=12   我是i=38   我是i=13   我是i=39
                System.out.print(lists.get(l)+"   ");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

  • 兩個(gè)線程不斷的插入的話,就會(huì)導(dǎo)致插入的是null 我是i=34 我是i=10 我是i=35 我是i=11 null null 我是i=12 我是i=38 我是i=13 我是i=39
    • 如果要使用安全的線程的話,可以通過(guò)List<String> data=Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());得到線程安全的集合,
      *Collections.synchronizedList 的原理,如下代碼
    public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {
        return (list instanceof RandomAccess ?
                new SynchronizedRandomAccessList<>(list) :
                new SynchronizedList<>(list));
    }
    
    • 可以在SynchronizedList類中方法加入了關(guān)鍵字 synchronized
    public E get(int index) {
            synchronized (mutex) {return list.get(index);}
        }
        public E set(int index, E element) {
            synchronized (mutex) {return list.set(index, element);}
        }
        public void add(int index, E element) {
          
    
  • 關(guān)于原型模式,ArrayList 實(shí)現(xiàn)了接口Cloneable;這個(gè)接口只有一個(gè)作用,就是在運(yùn)行時(shí)候通知虛擬機(jī)可以安全的實(shí)現(xiàn),在java的虛擬機(jī)中,只有實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類才可以被拷貝,否者會(huì)拋出CloneNotSupportedException
  public Object clone() {
        try {
            ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);transient
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError(e);
        }
    }
  • 我們可以看到這里有個(gè)深拷貝和 淺拷貝,幸運(yùn)的是java中大部分都容器都實(shí)現(xiàn)了Cloneable這個(gè)接口,所以在程度上去實(shí)現(xiàn)深入拷貝不太難。

    • 深拷貝:就是需要拷貝的類中,所有的東西,比如說(shuō):原型類中的數(shù)組,容器,飲用對(duì)象等
    • 淺拷貝:就是只拷貝基本東西,容器這些不拷貝
    • 更多的設(shè)計(jì)模式 二十三種設(shè)計(jì)模式
  • ArrayList遍歷的速度快,插入刪除速度慢,隨機(jī)訪問(wèn)的速度快

二、Vector

  • 關(guān)注add get 方法:可以得出:使用 synchronized進(jìn)行同步寫數(shù)據(jù),但是開(kāi)銷較大,所以 Vector 是一個(gè)同步容器并不是一個(gè)并發(fā)容器。
  public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }
    public synchronized E get(int index) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        return elementData(index);
    }
  • 應(yīng)該避免使用Vector ,它只存在支持遺留代碼的類中(它能正常的工作的唯一原因是:因?yàn)闉榱讼蚯凹嫒荩贿m配成為了List
  • 其他的不想多說(shuō),浪費(fèi)電!

三、LinckedList

  • 變量: 集合元素?cái)?shù)量;鏈表頭節(jié)點(diǎn);鏈表尾節(jié)點(diǎn)
 //集合元素?cái)?shù)量
    transient int size = 0;
    //鏈表頭節(jié)點(diǎn)
    transient Node<E> first;
    //鏈表尾節(jié)點(diǎn)
    transient Node<E> last;
  • Node類,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵類,每一個(gè)元素值,都存在兩個(gè)結(jié)點(diǎn),前一個(gè),后一個(gè)
   private static class Node<E> {
        E item;//元素值
        Node<E> next;//后置節(jié)點(diǎn)
        Node<E> prev;//前置節(jié)點(diǎn)
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }
  • 構(gòu)造方法
  public LinkedList() {
   }
  public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
       this();
       addAll(c);
   }
  • 關(guān)注 add(E)方法,可以看到這個(gè)返回值永遠(yuǎn)為true; 每次插入都是移動(dòng)指針,和 ArrayList 的拷貝數(shù)組來(lái)說(shuō)效率要高上不少
  public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
  • linkLast(E) 方法:生成新節(jié)點(diǎn) 并插入到 鏈表尾部, 更新last/first節(jié)點(diǎn)。
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null) //若原鏈表為空鏈表,需要額外更新頭結(jié)點(diǎn)
            first = newNode;
        else//否則更新原尾節(jié)點(diǎn)的后置節(jié)點(diǎn)為現(xiàn)在的尾節(jié)點(diǎn)(新節(jié)點(diǎn))
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }
  • 如果說(shuō),最后的一個(gè)結(jié)點(diǎn)為null;那么我們新加入的元素,就是最后一個(gè)結(jié)點(diǎn),如果最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)不為null,那么我們插入的新的值就是最后結(jié)點(diǎn)的l.next = newNode.

  • get()方法

    public E get(int index) {
        // ??磾?shù)組角標(biāo)是否越界
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }
  • node(index)的方法
    Node<E> node(int index) {
        //二分查找來(lái)看 index 離 size 中間距離來(lái)判斷是從頭結(jié)點(diǎn)正序查還是從尾節(jié)點(diǎn)倒序查
        // assert isElementIndex(index);
         //通過(guò)下標(biāo)獲取某個(gè)node 的時(shí)候,(增、查 ),會(huì)根據(jù)index處于前半段還是后半段 進(jìn)行一個(gè)折半,以提升查詢效率
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            //不斷的往前面找 ,如果查找的角標(biāo)比linkedList的size的取余還小的話,就通過(guò)不斷的循環(huán)去得到相對(duì)應(yīng)的值
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }
  • 可以看出這是一個(gè)二分查找,如果 index < (size >> 1) , >>代表右移,其實(shí)就是 %2,這里查找下去,知道找到為止
  • 如果假如,我們查找的index約接近size的一半,那么我們需要的次數(shù)就會(huì)越低,總結(jié)一句話:效率是非常低的,特別是當(dāng) index 越接近 size 的中間值。
  • 來(lái)源于 gitHub
    Linckedlist底層的原理.jpg

四、HashMap

  • 在 1.6 1.7 hashmap的類的代碼一共1500行左右,在1.8一共有2000行左右! 這里直接看的是 JDK1.8 的代碼。
  • 關(guān)于變量
 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
    //左移運(yùn)算符,num << 1,相當(dāng)于num乘以2  最大的長(zhǎng)度
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;// 相當(dāng)于把1 位移30為等于 1 + 30個(gè)0的長(zhǎng)度
    // 填充比 因?yàn)槿绻畛浔群艽?,說(shuō)明利用的空間很多,如果一直不進(jìn)行擴(kuò)容的話,鏈表就會(huì)越來(lái)越長(zhǎng),這樣查找的效率很低,因?yàn)殒湵淼拈L(zhǎng)度很大(當(dāng)然最新版本使用了紅黑樹后會(huì)改進(jìn)很多),擴(kuò)容之后,將原來(lái)鏈表數(shù)組的每一個(gè)鏈表分成奇偶兩個(gè)子鏈表分別掛在新鏈表數(shù)組的散列位置,這樣就減少了每個(gè)鏈表的長(zhǎng)度,增加查找效率
    // hashMap本來(lái)是以空間換時(shí)間,所以填充比沒(méi)必要太大。但是填充比太小又會(huì)導(dǎo)致空間浪費(fèi)。如果關(guān)注內(nèi)存,填充比可以稍大,如果主要關(guān)注查找性能,填充比可以稍小。
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    //當(dāng)add一個(gè)元素到某個(gè)位桶,其鏈表長(zhǎng)度達(dá)到8時(shí)將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
  • 關(guān)于Node內(nèi)部類

    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
          final int hash;
          final K key;
          V value;
          Node<K,V> next;
          //todo  構(gòu)造函數(shù) hash值 key 和value  和 下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
          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; }
          public final V getValue()      { return value; }
          public final String toString() { return key + "=" + value; }
          // 是去key的hash值和 value的hash值 然后做位異運(yùn)算 轉(zhuǎn)為二進(jìn)制 相同為0,不同為1
          public final int hashCode() {
              //  todo 位異或運(yùn)算(^)
              // 運(yùn)算規(guī)則是:兩個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)為二進(jìn)制,然后從高位開(kāi)始比較,如果相同則為0,不相同則為1
              return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
          }
    
          public final V setValue(V newValue) {
              V oldValue = value;
              value = newValue;
              return oldValue;
          }
          // todo  判斷兩個(gè) node 結(jié)點(diǎn)是否相等,一個(gè)比較自身相等,一個(gè)是比較key和value
          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;
          }
      }
    
    • Node類的中存儲(chǔ)了 hash key value 和下一個(gè)結(jié)點(diǎn) Node,后面解釋
    • Node 類的 hashCodeObjects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);位異或運(yùn)算(^): 運(yùn)算規(guī)則是兩個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)為二進(jìn)制,然后從高位開(kāi)始比較,如果相同則為0,不相同則為1
    • 判斷兩個(gè)node是否相等:一個(gè)比較自身相等,一個(gè)是比較keyvalue
  • HashMap的構(gòu)造方法,指定容量和擴(kuò)展因子!

   public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                    initialCapacity);
        //如果最大的長(zhǎng)度大于最大的話,就默認(rèn)最大的
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        //填充比為正
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                    loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        // 加入指定的容量為 10 那么新的擴(kuò)容的臨界值為 13
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

  • 關(guān)于tableSizeFor(initialCapacity) 方法,說(shuō)白了就是算法,給你一個(gè)接近的值,設(shè)置hashmap的長(zhǎng)度為10,那么他的新的擴(kuò)容的臨界值=16
         int cap=10;
          int n = cap - 1;//9
          n |= n >>> 1;//9的二進(jìn)制=1001  >>>表示無(wú)符號(hào)的右移 100 =十進(jìn)制 4     n=  1001 |= 100
          System.out.println("n="+n); // n=13; 其實(shí)就是等于      n=  1001 |= 100 也就是n=1101 換成十進(jìn)制等于13
          n |= n >>> 2;
          n |= n >>> 4;
          n |= n >>> 8;
          n |= n >>> 16;
          int i= (n < 0) ? 1 : (n >= 1000000) ? 1000000 : n + 1;
  • 無(wú)符號(hào)的右移(>>>):按照二進(jìn)制把數(shù)字右移指定數(shù)位,高位直接補(bǔ)零,低位移除!

  • a=a|b 等于 a|=b的意思就是把a(bǔ)和b按位或然后賦值給a 按位或的意思就是先把a(bǔ)和b都換成2進(jìn)制,然后用或操作

  • 比如:9的二進(jìn)制1001 >>>表示無(wú)符號(hào)的右移 得到100 等于十進(jìn)制 4 n=1001 |= 100 ,最后 n=1101 轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制等于n=13。

  • 上面函數(shù)的運(yùn)算過(guò)程

    • n |= n >>> 1;//9的二進(jìn)制=1001 >>>表示無(wú)符號(hào)的右移 100 =十進(jìn)制 4 n= 1001 |= 100
    • n |= n >>> 2; // 1101 移動(dòng)兩位 0011 |1101 等于1111
    • n |= n >>> 4;// 1111 移動(dòng)4為 0000 |1111 =1111
    • n |= n >>> 8;// 1111 移動(dòng)8為 0000 |1111 =1111
    • n |= n >>> 16;// 1111 移動(dòng)16為 0000 |1111 =1111
  • HashMap的構(gòu)造方法,設(shè)置容器的長(zhǎng)度 但是指定的默認(rèn)的擴(kuò)展因子為 0.75

  public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }
  • HashMap的構(gòu)造方法,什么都不指定 都給默認(rèn)的,我們自己最常用的。
 //什么都不指定 都給默認(rèn)的
    public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }

*HashMap的構(gòu)造方法, 也可以new一個(gè) map進(jìn)去,這種的方式 我們使用的比較少

   public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        //默認(rèn)指定了擴(kuò)展的因子
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        putMapEntries(m, false);
    }
  • putMapEntries()方法,如果是構(gòu)造函數(shù)到這里來(lái)的話,就會(huì)進(jìn)入到threshold = tableSizeFor(t);這里來(lái),然后遍歷m,然后一個(gè)個(gè)元素去添加,如果裝載進(jìn)來(lái)的map集合過(guò)于巨大,建議使用源map的原型模式clone方法克隆一個(gè)。
 final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
        int s = m.size();
        if (s > 0) {
            // 如果是hashmap中填充了一個(gè)map 就會(huì)走到這里來(lái) table == null  =true
            if (table == null) { // pre-size
                float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
                int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
                        (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
                // t=ft
                if (t > threshold)
                    //也就會(huì)走到這里來(lái)
                    threshold = tableSizeFor(t);
            } else if (s > threshold) {
                // 擴(kuò)容機(jī)制
                resize();
            }
            // copy的過(guò)程  遍歷hashmap的話,這個(gè)應(yīng)該是最高效的方式
            for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
                K key = e.getKey();
                V value = e.getValue();
                putVal(hash(key), key, value, false, evict);
            }
        }
    }
  • 關(guān)鍵方法put,了解如何儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)
  public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

  • putVal方法的詳情,假裝put數(shù)據(jù)去分析。

     // 在構(gòu)造函數(shù)中,也調(diào)用了這個(gè)方法,唯一不同的地方就是 evict=fasle
      final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                     boolean evict) {
          Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
          if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
              n = (tab = resize()).length;
          /*如果table的在(n-1)&hash的值是空,就新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)插入在該位置*/
          if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
              // todo  LinkedHashMap 重新重寫了這個(gè)方法,然后使用了 LinkedHashMap.Entry 里面多了兩個(gè)結(jié)點(diǎn)    Entry<K,V> before, after;
              tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
          ///*表示有沖突,開(kāi)始處理沖突*/
          else {
              Node<K,V> e; K k;
              /*檢查第一個(gè)Node,p是不是要找的值*/
              if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                  e = p;
              else if (p instanceof TreeNode)
                  e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
              else {
                  for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                      /*指針為空就掛在后面*/
                      if ((e = p.next) == null) {
                          p.next = newNode(hash, key, value, null);
                          //如果沖突的節(jié)點(diǎn)數(shù)已經(jīng)達(dá)到8個(gè),看是否需要改變沖突節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),      
                          //treeifyBin首先判斷當(dāng)前hashMap的長(zhǎng)度,如果不足64,只進(jìn)行
                          //resize,擴(kuò)容table,如果達(dá)到64,那么將沖突的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為紅黑樹
                          if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                              treeifyBin(tab, hash);
                          break;
                      }
    
                      /*如果有相同的key值就結(jié)束遍歷*/
                      if (e.hash == hash &&
                              ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                          break;
                      p = e;
                  }
              }
          /*就是鏈表上有相同的key值*/
              if (e != null) { // existing mapping for key
                  V oldValue = e.value;
                  if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                      e.value = value;
                  // todo  LinkedHashMap  對(duì)其重寫
                  afterNodeAccess(e);
                  return oldValue;
              }
          }
          ++modCount;
          /*如果當(dāng)前大小大于門限,門限原本是初始容量*0.75*/
          if (++size > threshold)
              resize();
          // todo  LinkedHashMap 對(duì)其重寫
          afterNodeInsertion(evict);
          return null;
      }
    
    • 1、可以發(fā)現(xiàn) table肯定為null,沒(méi)有初始化,所以第一個(gè)判斷條件肯定成立tab = table) == null || (n = tab.length) == 0,這里有個(gè)小小的問(wèn)題,當(dāng)tab = table) == null成立的時(shí)候,后面||的代碼是不會(huì)執(zhí)行的,所以不會(huì)拋出空指針的異常。也就會(huì)執(zhí)行n = (tab = resize()).length;的代碼

       transient Node<K,V>[] table;// 第一次table沒(méi)有去初始化,肯定為null
      
    • 2、關(guān)于 resize()的方法,其實(shí)這個(gè)也是很關(guān)鍵的方法,擴(kuò)容

        // 擴(kuò)容機(jī)制 HasMap的擴(kuò)容機(jī)制resize();
      final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
       int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
           /*如果舊表的長(zhǎng)度不是空*/
             if (oldCap > 0) {
              if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
               return oldTab;
               }
      
           /*把新表的長(zhǎng)度設(shè)置為舊表長(zhǎng)度的兩倍,newCap=2*oldCap*/
           else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                   oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
      
               /*把新表的門限設(shè)置為舊表門限的兩倍,newThr=oldThr*2*/
               newThr = oldThr << 1; // double threshold
       }
      
       else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
           newCap = oldThr;
           /*如果舊表的長(zhǎng)度的是0,就是說(shuō)第一次初始化表*/
       else {               // zero initial threshold signifies using defaults
           // todo 在new hashMap中的長(zhǎng)度 ,然后調(diào)用了 put的方法的時(shí)候,就會(huì)發(fā)生一次擴(kuò)容 ,長(zhǎng)度為16
           newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
           newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
       }
       if (newThr == 0) {
           float ft = (float)newCap * loadFactor;//新表長(zhǎng)度乘以加載因子
           newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                   (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
       }
       threshold = newThr;
       @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
       /*下面開(kāi)始構(gòu)造新表,初始化表中的數(shù)據(jù)*/
       Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
       table = newTab;
       if (oldTab != null) {
           for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
               Node<K,V> e;
               if ((e = oldTab[j]) != null) {
                   oldTab[j] = null;
                   if (e.next == null)//說(shuō)明這個(gè)node沒(méi)有鏈表直接放在新表的e.hash & (newCap - 1)位置
                       newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                   else if (e instanceof TreeNode)
                       ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                   else { // preserve order
                       Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                       Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                       Node<K,V> next;
                       do {
                           next = e.next;
                           //記錄下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
                           //新表是舊表的兩倍容量,實(shí)例上就把單鏈表拆分為兩隊(duì),
                          //e.hash&oldCap為偶數(shù)一隊(duì),e.hash&oldCap為奇數(shù)一對(duì)
                           if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                               if (loTail == null)
                                   loHead = e;
                               else
                                   loTail.next = e;
                               loTail = e;
                           }
                           else {
                               if (hiTail == null)
                                   hiHead = e;
                               else
                                   hiTail.next = e;
                               hiTail = e;
                           }
                       } while ((e = next) != null);
                       if (loTail != null) {
                           loTail.next = null;
                           newTab[j] = loHead;
                       }
                       if (hiTail != null) {
                           hiTail.next = null;
                           newTab[j + oldCap] = hiHead;
                       }
                   }
               }
           }
       }
       return newTab;
      }
      
      • 擴(kuò)容方法也比較復(fù)雜,帶著問(wèn)題來(lái)分析,第一次,put數(shù)據(jù)的時(shí)候,可以得出oldCap=0、oldThr=0;那么新的長(zhǎng)度 newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY=16; newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)=0.75*16=12,把新的長(zhǎng)度賦值給threshold = newThr;
      • 然后Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];,根據(jù)上面我們可以的得出 newCap=16;
      • 由于 oldTab==null,所以,這幾返回一個(gè) newTab 這是一個(gè)長(zhǎng)度為16Node的數(shù)組
    • 3、回到putVal的方法中,那么 n = (tab = resize()).length;也就是n=16

    • 4、那么(p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null是否成立呢,其實(shí)我們可以猜測(cè)下,第一次肯定是成立的,這里有個(gè)運(yùn)算符,位與運(yùn)算符&,把做運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)都轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的,然后從高位開(kāi)始比較,如果兩個(gè)數(shù)都是1則為1,否者為0.如下面的 HashMap中的算法

        int newHash=hash("test");
        // 1的hash值=1    test :hash值=3556516
        System.out.println( "newHash 1的hash值="+newHash);
        i = (16 - 1) & newHash;
        // i值=1  test值=4
        System.out.println("newHash的 i值="+i);
       int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
      }     
      
    • 5、這樣就是走到這里來(lái)tab[i] = newNode(hash, key, value, null);,也就是tab[0]=newNode。這里有個(gè)面試,面試經(jīng)常問(wèn),這里注意到 tabresize()方法返回的,在resize()方法中,又把table = newTab;,那么我們改動(dòng) tab能否去改變 table呢?其實(shí)是能夠的,這里傳遞是地址值,如下面的Demo

        String[] newS=setTest();
         newS[0]="16";
         // newS =[Ljava.lang.String;@1e0b9a
         System.out.println("newS ="+newS);
         //newS =[Ljava.lang.String;@1e0b9a
         System.out.println("test ="+test);
         System.out.println("test="+test.length);
         System.out.println("test="+test[0]);
      }
      String[] test;
      public String[]  setTest(){
         String[] newS=new String[10];
         test=newS;
         return newS;
      }
      
    • 以上就是 HashMap第一次put數(shù)據(jù)的完整過(guò)程。

  • 當(dāng)多次的put數(shù)據(jù)的時(shí)候,如果 某個(gè)位置上的 hash值相同的話,準(zhǔn)確的講i = (n - 1) & hash 是這個(gè)值,取出來(lái)的 tab不為null,那么儲(chǔ)存的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為鏈表

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                   /*指針為空就掛在后面*/
                   if ((e = p.next) == null) {
                       p.next = newNode(hash, key, value, null);
                       //如果沖突的節(jié)點(diǎn)數(shù)已經(jīng)達(dá)到8個(gè),看是否需要改變沖突節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),      
                       //treeifyBin首先判斷當(dāng)前hashMap的長(zhǎng)度,如果不足64,只進(jìn)行
                       //resize,擴(kuò)容table,如果達(dá)到64,那么將沖突的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為紅黑樹
                       if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                           treeifyBin(tab, hash);
                       break;
                   }

                   /*如果有相同的key值就結(jié)束遍歷*/
                   if (e.hash == hash &&
                           ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                       break;
                 
  • 當(dāng)一個(gè)位置上的大于 TREEIFY_THRESHOLD - 1 也就是 7的話,看是否需要改變沖突節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu).treeifyBin首先判斷當(dāng)前hashMap的長(zhǎng)度,如果不足64,只進(jìn)行resize,擴(kuò)容table,如果達(dá)到64,那么將沖突的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為紅黑樹.如下圖的結(jié)構(gòu)
    HashMap
  final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }
  • 是所有鏈表上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都會(huì)轉(zhuǎn),不可能在一個(gè)鏈表上,即存在紅黑樹,也存在鏈表
  • get方法相對(duì)應(yīng)就簡(jiǎn)單了
 public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }
 // 不斷的去取結(jié)點(diǎn),是紅黑樹就去找紅黑樹,是聊邊就去找鏈表
    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                    ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }
  • HashMap 是一個(gè)線程不安全的容器,發(fā)生擴(kuò)容時(shí)會(huì)出現(xiàn)環(huán)形鏈表從而導(dǎo)致死循環(huán)
  • HashMap 是一個(gè)無(wú)序的 Map,因?yàn)槊看胃鶕?jù) keyhashCode映射到Entry 數(shù)組上,所以遍歷出來(lái)的順序并不是寫入的順序。
  • HashMap 遍歷的速度慢,底層決定了,插入刪除的速度快,隨機(jī)訪問(wèn)的速度也比較快

五、ConcurrentHashMap

  • 支持線程安全的并發(fā)容器 ConcurrentHashMap,原理和HashMap差不多,區(qū)別就是采用了CAS + synchronized 來(lái)保證并發(fā)安全性
  • putVal 加了同步鎖 synchronized
 final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
        //根據(jù) key 計(jì)算出 hashcode
        int hash = spread(key.hashCode());
        int binCount = 0;
        for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
            Node<K,V> f; int n, i, fh;
            // 判斷是否需要進(jìn)行初始化
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
            //f 即為當(dāng)前 key 定位出的 Node,如果為空表示當(dāng)前位置可以寫入數(shù)據(jù),利用 CAS 嘗試寫入,失敗則自旋保證成功
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                if (casTabAt(tab, i, null,
                        new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
                    break;                   // no lock when adding to empty bin
            }
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f); //如果當(dāng)前位置的 hashcode == MOVED == -1,則需要進(jìn)行擴(kuò)容
            else {
                //如果都不滿足,則利用 synchronized 鎖寫入數(shù)據(jù)
                V oldVal = null;
                // todo  put  數(shù)據(jù)的時(shí)候  加入了鎖
                synchronized (f) {
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        if (fh >= 0) {
                            binCount = 1;
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                                if (e.hash == hash &&
                                        ((ek = e.key) == key ||
                                                (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                            value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        else if (f instanceof TreeBin) {
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                            if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                    value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                        else if (f instanceof ReservationNode)
                            throw new IllegalStateException("Recursive update");
                    }
                }
                if (binCount != 0) {
                    //如果數(shù)量大于 TREEIFY_THRESHOLD 則要轉(zhuǎn)換為紅黑樹
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }
  • get方法
 public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
        int h = spread(key.hashCode());
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
                (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
            //根據(jù)計(jì)算出來(lái)的 hashcode 尋址,如果就在桶上那么直接返回值
            if ((eh = e.hash) == h) {
                if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                    return e.val;
            }
            //如果是紅黑樹那就按照樹的方式獲取值
            else if (eh < 0)
                return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
            // 就不滿足那就按照鏈表的方式遍歷獲取值
            while ((e = e.next) != null) {
                if (e.hash == h &&
                        ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                    return e.val;
            }
        }
        return null;
    }
  • 基本上的變量都是被volatile關(guān)鍵字修飾
    transient volatile Node<K,V>[] table;
    private transient volatile Node<K,V>[] nextTable;
    private transient volatile long baseCount;
   ...

volatile關(guān)鍵字 Java多線程的三大核心

1、 原子性 :java原子性和數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的原子性差不多,一個(gè)操作要么是全部執(zhí)行成功或者是失敗.

  • JVM 只保證了基本的原子性,但是類似 i++ 之類的操作,看著好像是原子的操作,其實(shí)里面涉及到了三個(gè)步驟
    • 獲取 i 的值
    • 自增
    • 在賦值給 i
  • 這三個(gè)步驟 要實(shí)現(xiàn)i++ 這樣的原子操作就需要用到 synchronized或者是 了lock進(jìn)行加鎖處理。
  • 如果是基礎(chǔ)類的自增操作可以使用AtomicInteger 這樣的原子類來(lái)實(shí)現(xiàn)(其本質(zhì)是利用了CPU 級(jí)別的 的 CAS 指令來(lái)完成的)。AtomicInteger 是線程安全的
  • 其中用的最多的方法就是: incrementAndGet() 以原子的方式自增
    AtomicInteger atomicInteger=new    AtomicInteger();
          int i = atomicInteger.incrementAndGet();
          System.out.println("i="+i); 
         
             public final int incrementAndGet() {
                  return U.getAndAddInt(this, VALUE, 1) + 1;
              }
    
    

2、可見(jiàn)性

  • 現(xiàn)在的計(jì)算機(jī),由于 cpu 直接從 主內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的效率不高。所以都會(huì)對(duì)應(yīng)的 cpu高速緩存,先將主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)讀取到緩存中,線程修改數(shù)據(jù)之后首先更新到緩存中,之后才會(huì)更新到主內(nèi)存。如果此時(shí)還沒(méi)有將數(shù)據(jù)更新到主內(nèi)存其他的線程此時(shí)讀取就是修改之前的數(shù)據(jù)

  • volatile關(guān)鍵字就是用于保存內(nèi)存的可見(jiàn)性,當(dāng)線程A更新了volatite的修飾的變量的話,他會(huì)立即刷新到主線程,并且將其余緩存中該變量的值清空,導(dǎo)致其余線程只能去主內(nèi)存讀取最新的值

*synchronized 和加鎖也能保證可見(jiàn)性,實(shí)現(xiàn)原理就是在釋放鎖之前其余線程是訪問(wèn)不到這個(gè)共享變量的。但是和volatile 相比較起來(lái)開(kāi)銷比較大 !

  • 但是volatile不能夠替換synchronized因?yàn)?code>volatile 不能夠保證原子性 (要么執(zhí)行成功或者失敗,沒(méi)有中間的狀態(tài))

3、順序性


int a = 100 ; //1
int b = 200 ; //2
int c = a + b ; //3
  • 正常的代碼的執(zhí)行順序應(yīng)該是1》》2》》3。但是有時(shí)候 JVM為了提高整體的效率會(huì)進(jìn)行指令重排導(dǎo)致執(zhí)行順序可能是 2》》1》》3。但是JVM 也不能是 什么都進(jìn)行重排,是在保證最終結(jié)果和代碼順序執(zhí)行結(jié)果是一致的情況下才可能會(huì)進(jìn)行重排

  • 重排在單線程中不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,但是在多線程中就會(huì)出現(xiàn)順序不一致的問(wèn)題

  • java中可以使用 volatile 關(guān)鍵字來(lái)保證順序性,synchronizedlock 也可以來(lái)保證有序性,和保證 原子性的方式一樣,通過(guò)同一段時(shí)間只能一個(gè)線程訪問(wèn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的

  • 除了 volatile 關(guān)鍵字顯式的保證順序之外,jvm HIA通過(guò) happen-before 原則來(lái)隱式來(lái)保證順序性。

  • volitle的應(yīng)用,主要是在單利,個(gè)人感覺(jué)這是常用的在移動(dòng)端的開(kāi)發(fā)!當(dāng)然可以使用內(nèi)部類或者是單利去實(shí)現(xiàn),更多的設(shè)計(jì)模式

    • 1、volatile 實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙重檢查鎖的單例模式
      public class Singleton {
       private static volatile Singleton singleton;
    
       private Singleton() {
       }
    
       public static Singleton getInstance() {
           if (singleton == null) {
               synchronized (Singleton.class) {
                   if (singleton == null) {
                       singleton = new Singleton();
                   }
               }
           }
           return singleton;
       }
    }
    
    • 這里的 volatile 關(guān)鍵字主要是為了防止指令重排。 如果不用volatilesingleton = new Singleton();,這段代碼其實(shí)是分為三步:
      • 分配內(nèi)存空間。(1)
      • 初始化對(duì)象。(2)
      • 將 singleton 對(duì)象指向分配的內(nèi)存地址。(3)
    • 加上volatile 是為了讓以上的三步操作順序執(zhí)行,反之有可能第三步在第二步之前被執(zhí)行就有可能導(dǎo)致某個(gè)線程拿到的單例對(duì)象還沒(méi)有初始化,以致于使用報(bào)錯(cuò)。
  • 2、控制停止線程的標(biāo)記

 private volatile boolean flag ;
    private void run(){
       new Thread(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               doSomeThing();
           }
       });
   }

   private void stop(){
       flag = false ;
   }
  • 如果沒(méi)有用volatile 來(lái)修飾flag,就有可能其中一個(gè)線程調(diào)用了 stop()方法修改了flag的值并不會(huì)立即刷新到主內(nèi)存中,導(dǎo)致這個(gè)循環(huán)并不會(huì)立即停止.這里主要利用的是 volatile 的內(nèi)存可見(jiàn)性 .

六、HashSet

  • HashSet 是一個(gè)不允許存儲(chǔ)重復(fù)元素的集合。
  • HashSet的源碼只有三百多行,原理非常簡(jiǎn)單,主要底層還是HashMap
  • mapPERSENT:
    //  map :用于存放最終數(shù)據(jù)的。
    private transient HashMap<E,Object> map;

    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    // PRESENT :是所有寫入 map 的 value 值。
    private static final Object PRESENT = new Object();
  • 構(gòu)造方法:底層一個(gè)hashMap
   public HashSet() {
       map = new HashMap<>();
   }
  • 關(guān)鍵的就是這個(gè) add()方法。 可以看出它是將存放的對(duì)象當(dāng)做了 HashMap的健,value 都是相同的 RESENT。由于 HashMapkey 是不能重復(fù)的,所以每當(dāng)有重復(fù)的值寫入到 HashSet時(shí),value會(huì)被覆蓋,但 key不會(huì)受到影響,這樣就保證了HashSet 中只能存放不重復(fù)的元素。
  public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

七、LinkedHashMap

  • HashMap 是一個(gè)無(wú)序的 Map,每次根據(jù) keyhashcode 映射到 Entry 數(shù)組上,所以遍歷出來(lái)的順序并不是寫入的順序。 因此 JDK 推出一個(gè)基于HashMap但具有順序的LinkedHashMap來(lái)解決有排序需求的場(chǎng)景。它的底層是繼承于HashMap實(shí)現(xiàn)的,由一個(gè)雙向鏈表所構(gòu)成。
  • LinkedHashMap 的排序方式有兩種:
    • 根據(jù)寫入順序排序。
    • 根據(jù)訪問(wèn)順序排序(LRU底層的原理)。 其中根據(jù)訪問(wèn)順序排序時(shí),每次get都會(huì)將訪問(wèn)的值移動(dòng)到鏈表末尾,這樣重復(fù)操作就能得到一個(gè)按照訪問(wèn)順序排序的鏈表。
  • LinkedHashMap中的 Entry:利用了頭節(jié)點(diǎn)和其余的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò) Entry中的 afterbefore指針進(jìn)行關(guān)聯(lián)
     static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
         Entry<K,V> before, after;
         Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
             super(hash, key, value, next);
         }
     }
    
    
  • 變量
 // 用于指向雙向鏈表的頭部
   transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
   //用于指向雙向鏈表的尾部

   transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
   // LinkedHashMap 如何達(dá)到有序的關(guān)鍵
   //   todo   還有一個(gè) accessOrder 成員變量,默認(rèn)是 false,默認(rèn)按照插入順序排序,為 true 時(shí)按照訪問(wèn)順序排序,也可以調(diào)用
   final boolean accessOrder;
  • 構(gòu)造方法,LRUchace最近最少使用的緩存底層就是這個(gè)構(gòu)造函數(shù)。
 public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }
  • 側(cè)重關(guān)注 put,會(huì)走父類HashMap中的put方法,具體請(qǐng)看HashMap put 方法的解釋

    • 1、 在 LinkedHashMap 重寫了,newNode的方法。 使用了LinkedHashMap.Entry里面多了兩個(gè)結(jié)點(diǎn) Entry<K,V> before, after;
      Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
        //秘密就在于 new的是自己的Entry類,然后調(diào)用了linkedNodeLast
        linkNodeLast(p);
        return p;
    }
    
    • 2、實(shí)現(xiàn)了afterNodeAccess()方法, void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }!此函數(shù)執(zhí)行的效果就是將最近使用的Node,放在鏈表的最末尾。特別說(shuō)明一下,這里是顯示鏈表的修改后指針的情況,實(shí)際上在桶里面的位置是不變的,只是前后的指針指向的對(duì)象變了!
    //  此函數(shù)執(zhí)行的效果就是將最近使用的Node,放在鏈表的最末尾
    void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
       LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
       //僅當(dāng)按照LRU原則且e不在最末尾,才執(zhí)行修改鏈表,將e移到鏈表最末尾的操作
       if (accessOrder && (last = tail) != e) {
           //將e賦值臨時(shí)節(jié)點(diǎn)p, b是e的前一個(gè)節(jié)點(diǎn), a是e的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
           LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
           //設(shè)置p的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)為null,因?yàn)閳?zhí)行后p在鏈表末尾,after肯定為null
           p.after = null;
           //p前一個(gè)節(jié)點(diǎn)不存在,情況一
           if (b == null)
               head = a;
           else
               b.after = a;
           if (a != null)
               a.before = b;
               //p的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)不存在,情況二
           else
               last = b;
           if (last == null)
               head = p;
           else {    //正常情況,將p設(shè)置為尾節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)備工作,p的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)為原先的last,last的after為p
               p.before = last;
               last.after = p;
           }
           //將p設(shè)置為將p設(shè)置為尾節(jié)點(diǎn)
           tail = p;
           ++modCount;    // 修改計(jì)數(shù)器+1
       }
    }
    
    
    • 3、 put方法 執(zhí)行的第二個(gè)步驟 ,這個(gè)方法沒(méi)什么用盡可能刪除最老的 插入后把最老的Entry刪除,不過(guò)removeEldestEntry總是返回false,所以不會(huì)刪除,估計(jì)又是一個(gè)方法給子類用的
    void afterNodeInsertion(boolean evict) { // possibly remove eldest
        LinkedHashMap.Entry<K,V> first;
        if (evict && (first = head) != null && removeEldestEntry(first)) {
            K key = first.key;
            // todo hashmap中移除 Node結(jié)點(diǎn)
            removeNode(hash(key), key, null, false, true);
        }
    }
     // 如果映射表示緩存,這是有用的:它允許通過(guò)刪除過(guò)時(shí)條目來(lái)減少內(nèi)存消耗的映射。
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
        return false;
    }
    
    • 4 、afterNodeRemoval()移除結(jié)點(diǎn)也會(huì)重寫,因?yàn)榻Y(jié)點(diǎn)都不一樣
       void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink
        //與afterNodeAccess一樣,記錄e的前后節(jié)點(diǎn)b,a
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p = (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
        //p已刪除,前后指針都設(shè)置為null,便于GC回收
        p.before = p.after = null;
        //與afterNodeAccess一樣類似,一頓判斷,然后b,a互為前后節(jié)點(diǎn)
        if (b == null)
            head = a;
        else
            b.after = a;
        if (a == null)
            tail = b;
        else
            a.before = b;
    }
    
  • get()方法詳情,然后調(diào)用父類HashMapgetNode()去找結(jié)點(diǎn)

    public V get(Object key) {
          Node<K,V> e;
          //調(diào)用HashMap的getNode的方法,
          if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
              return null;
          if (accessOrder)
              afterNodeAccess(e);
          return e.value;
      }
    
    • HashMap中的getNode() 方法
    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
          Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
          if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
              if (first.hash == hash && // always check first node
                      ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                  return first;
              if ((e = first.next) != null) {
                  if (first instanceof TreeNode)
                      return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                  do {
                      if (e.hash == hash &&
                              ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                          return e;
                  } while ((e = e.next) != null);
              }
          }
          return null;
      }
    
  • 關(guān)于訪問(wèn)順序排序的Demo,我只想說(shuō)明了一下,等于用了的數(shù)據(jù),就會(huì)放在鏈表的末尾,這個(gè)類也是安卓中LruCache的底層原理

LinkedHashMap<String, Integer> map1 = new LinkedHashMap<String, Integer>(10, (float) 0.75,true);
        map1.put("1",1) ;
        map1.put("2",2) ;
        map1.put("3",3) ;
        map1.put("4",4) ;
        map1.put("5",5) ;
        map1.put("6",6) ;
        map1.put("7",7) ;
        map1.put("8",8) ;
        map1.put("9",9) ;
        map1.put("10",10) ;
        map1.get("6");
        // {1=1, 2=2, 3=3, 4=4, 5=5, 7=7, 8=8, 9=9, 10=10, 6=6}
        System.out.println("map1=="+map1);
LinkedHashMap的原理.png

八、LruCache

  • Android中提供了一種基本的緩存策略,即LRU(least recently used)?;谠摲N策略,當(dāng)存儲(chǔ)空間用盡時(shí),緩存會(huì)清除最近最少使用的對(duì)象
  • LRU(Least Recently Used)最近最少使用的,看了源碼才知道核心是LRUCache類,這個(gè)類的核心其實(shí)是 LinkedHashMap類.
  • Demo 如下
 LruCache<Integer,String> lruCache=new LruCache<>(5);
        lruCache.put(1,"1");
        lruCache.put(2,"2");
        lruCache.put(3,"3");
        lruCache.put(4,"4");
        lruCache.put(5,"5");

        lruCache.get(1);
        lruCache.get(2);
        lruCache.get(3);
        lruCache.get(4);
        Map<Integer, String> snapshot = lruCache.snapshot();


        //lruCache={5=5, 1=1, 2=2, 3=3, 4=4}    5最少使用到
        System.out.println("lruCache="+snapshot.toString());
        //當(dāng)多添加一個(gè)的話,那么5就會(huì)被刪除,加入6上去
        lruCache.put(6,"6");
        // new  lruCache={1=1, 2=2, 3=3, 4=4, 6=6}
        Map<Integer, String> snapshot1 = lruCache.snapshot();
        System.out.println(" new  lruCache="+snapshot1.toString());
  • 構(gòu)造方法,可以明顯看出,底層使用的是LinkedHashMap.
 public LruCache(int maxSize) {
        if (maxSize <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("maxSize <= 0");
        }
        this.maxSize = maxSize;
        // 初始化這里 就是  new的 true的  所以使用的順序排序
        this.map = new LinkedHashMap<K, V>(0, 0.75f, true);
    }

  • put方法 :重要的就是在添加過(guò)緩存對(duì)象后,調(diào)用trimToSize()方法,來(lái)判斷緩存是否已滿,如果滿了就要?jiǎng)h除近期最少使用的算法.同時(shí)線程也是安全的。
   public final V put(K key, V value) {
        //不可為空,否則拋出異常
        if (key == null || value == null) {
            throw new NullPointerException("key == null || value == null");
        }

        V previous;
        // 多線程 可以使用
        synchronized (this) {
            //插入的緩存對(duì)象值加1
            putCount++;
            //增加已有緩存的大小
            size += safeSizeOf(key, value);
            //向map中加入緩存對(duì)象
            previous = map.put(key, value);
            if (previous != null) {
                //如果已有緩存對(duì)象,則緩存大小恢復(fù)到之前
                size -= safeSizeOf(key, previous);
            }
        }
        //entryRemoved()是個(gè)空方法,可以自行實(shí)現(xiàn)
        if (previous != null) {
            entryRemoved(false, key, previous, value);
        }
        //調(diào)整緩存大小(關(guān)鍵方法)
        trimToSize(maxSize);
        return previous;
    }
  • 1、safeSizeOf方法,這個(gè)sizeof的方法,就是我們自己需要重寫的,記得圖片加載框架的設(shè)計(jì),就會(huì)運(yùn)用到他
  private int safeSizeOf(K key, V value) {
      //  每一個(gè)的需要緩存的大小
      int result = sizeOf(key, value);
      if (result < 0) {
          throw new IllegalStateException("Negative size: " + key + "=" + value);
      }
      return result;
  }
  protected int sizeOf(K key, V value) {
      return 1;
  }
  • 2、調(diào)整緩存大小(關(guān)鍵方法) trimToSize(maxSize); maxSize也就是指定的大小,當(dāng)if (size <= maxSize) { break; }這個(gè)判斷不成立的時(shí)候,就會(huì)往下走,迭代器就會(huì)去獲取第一個(gè)對(duì)象,即隊(duì)尾的元素,近期最少訪問(wèn)的元素。然后把它刪除該對(duì)象,并更新緩存大小 map.remove(key);
private void trimToSize(int maxSize) {
      while (true) {
          K key;
          V value;
          synchronized (this) {
              if (size < 0 || (map.isEmpty() && size != 0)) {
                  throw new IllegalStateException(getClass().getName()
                          + ".sizeOf() is reporting inconsistent results!");
              }

              if (size <= maxSize) {
                  break;
              }
              //迭代器獲取第一個(gè)對(duì)象,即隊(duì)尾的元素,近期最少訪問(wèn)的元素
              Map.Entry<K, V> toEvict = null;
              for (Map.Entry<K, V> entry : map.entrySet()) {
                  toEvict = entry;
              }
              if (toEvict == null) {
                  break;
              }
              key = toEvict.getKey();
              value = toEvict.getValue();
              //刪除該對(duì)象,并更新緩存大小
              map.remove(key);
              size -= safeSizeOf(key, value);
              evictionCount++;
          }
          // 空實(shí)現(xiàn)
          entryRemoved(true, key, value, null);
      }
  }
  • 關(guān)于 get方法!也是一個(gè)同步的方法。
 public final V get(K key) {
        //key為空拋出異常
        if (key == null) {
            throw new NullPointerException("key == null");
        }

        V mapValue;
        synchronized (this) {
            //獲取對(duì)應(yīng)的緩存對(duì)象
            //get()方法會(huì)實(shí)現(xiàn)將訪問(wèn)的元素更新到隊(duì)列頭部的功能
            // todo LinkedHashMap  里面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 如果 添加到頭部去
            mapValue = map.get(key);
            if (mapValue != null) {
                hitCount++;
                return mapValue;
            }
            missCount++;
        }
 ...
}
  • LruCache使用的Demo,這個(gè) Demo 就看看,沒(méi)吊用。
 public class ImageCache {
        //定義LruCache,指定其key和保存數(shù)據(jù)的類型
        private LruCache<String, Bitmap> mImageCache;

        ImageCache() {
            //獲取當(dāng)前進(jìn)程可以使用的內(nèi)存大小,單位換算為KB
            final int maxMemory = (int)(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);

            //取總內(nèi)存的1/4作為緩存
            final int cacheSize = maxMemory / 4;

            //初始化LruCache
            mImageCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {

                //定義每一個(gè)存儲(chǔ)對(duì)象的大小
                @Override
                protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
                    return bitmap.getRowBytes() * bitmap.getHeight() / 1024;
                }
            };
        }

        //獲取數(shù)據(jù)
        public Bitmap getBitmap(String url) {
            return mImageCache.get(url);
        }

        //存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
        public void putBitmap(String url, Bitmap bitmap) {
            mImageCache.put(url, bitmap);
        }
    }

九、SparseArray

  • SparseArrayandroid里為<Interger,Object> 這樣的Hashmap而專門寫的類,目的是提高效率,其核心是折半查找函數(shù)(binarySearch)。SparseArray僅僅提高內(nèi)存效率,而不是提高執(zhí)行效率,所以也決定它只適用于android系統(tǒng)(內(nèi)存對(duì)android項(xiàng)目有多重要)SparseArray不需要開(kāi)辟內(nèi)存空間來(lái)額外存儲(chǔ)外部映射,從而節(jié)省內(nèi)存。

  • 變量,核心就是兩個(gè)數(shù)組:mKeys mValues

 //是否可以回收,即清理mValues中標(biāo)記為DELETED的值的元素
    private boolean mGarbage = false;
    private int[] mKeys;        //保存鍵的數(shù)組
    private Object[] mValues;   //保存值的數(shù)組
    private int mSize;          //當(dāng)前已經(jīng)保存的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
  • 構(gòu)造方法 :如果initialCapacity=0那么mKeys,mValuse都初始化為size=0的數(shù)組,當(dāng)initialCapacity>0時(shí),系統(tǒng)生成length=initialCapacityvalue數(shù)組,同時(shí)新建一個(gè)同樣長(zhǎng)度的key數(shù)組。
    public SparseArray() {
       this(10);
     }
   public SparseArray(int initialCapacity) {
       if (initialCapacity == 0) {
           mKeys = EmptyArray.INT;
           mValues = EmptyArray.OBJECT;
       } else {
           /* ArrayUtils.newUnpaddedObjectArray 的源碼
      public static Object[] newUnpaddedObjectArray(int minLen) {
      return (Object[])VMRuntime.getRuntime().newUnpaddedArray(Object.class, minLen);
         }
            */
           mValues = ArrayUtils.newUnpaddedObjectArray(initialCapacity);
           mKeys = new int[mValues.length];
       }
       mSize = 0;
   }
  • 關(guān)于put方法,關(guān)鍵是通過(guò)二分查找,查找相對(duì)應(yīng)的i角標(biāo),如果存在的話,直接賦值新的值,如果不存在的話,取 ~i 位非運(yùn)算符(~): 十進(jìn)制變二進(jìn)制:原碼--反碼--加一(補(bǔ)碼),相當(dāng)于 value +1 然后 取反 就可以了.然后就會(huì)走到 mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);mValues = GrowingArrayUtils.insert(mValues, mSize, i, value); 中,這樣就完成了賦值的過(guò)程。
   public void put(int key, E value) {
        // 二分查找,這個(gè)i的值,
        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
        //如果找到了,就把這個(gè)值給替換上去 ,或者是賦值上去
        //  這里 也就可以解釋出為啥 替換為最新的值
        if (i >= 0) {
            mValues[i] = value;
        } else {
            //這里就是key要插入的位置,上面二分查找方法提到過(guò)
            //位非運(yùn)算符(~)
            i = ~i;
            if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) {
                mKeys[i] = key;
                mValues[i] = value;
                return;
            }

            if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {
                gc();

                // Search again because indices may have changed.
                i = ~ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
            }
           // 一個(gè)新的值  ,就會(huì)把key 和 value 和 i值插入到兩個(gè)數(shù)組中
            mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);
            mValues = GrowingArrayUtils.insert(mValues, mSize, i, value);
            // todo    然后長(zhǎng)度 加上 1   nice
            mSize++;
        }
    }
  • get方法:通過(guò)二分查找法,在mKeys數(shù)組中查詢key的位置,然后返回mValues數(shù)組中對(duì)應(yīng)位置的值,找不到則返回默認(rèn)值
 public E get(int key, E valueIfKeyNotFound) {
  // 二分查找  感覺(jué)不像啊 臥槽
        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);

        if (i < 0 || mValues[i] == DELETED) {
            return valueIfKeyNotFound;
        } else {
            return (E) mValues[i];
        }
    }
  • delete其實(shí)就是把這個(gè) mValues[i]標(biāo)記為 DELETED.
public void delete(int key) {
        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
       /*
       i>0表示,找到了key對(duì)應(yīng)的下標(biāo),否則應(yīng)該是負(fù)數(shù)。同時(shí)判斷mValues[i] 是不是Object這個(gè)對(duì)象,如果不是,直接替換為Object(DELETE起到標(biāo)記刪除位置的作用),并標(biāo)記 mGarbage=true,注意:這里delete只操作了values數(shù)組,并沒(méi)有去操作key數(shù)組;
        */
        if (i >= 0) {
            if (mValues[i] != DELETED) {
                mValues[i] = DELETED;
                mGarbage = true;
            }
        }
    }
  • removeReturnOld 其實(shí)就是多了一步,把要?jiǎng)h除的值返回,其余同delete一樣
     public E removeReturnOld(int key) {
        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);

        if (i >= 0) {
            if (mValues[i] != DELETED) {
                final E old = (E) mValues[i];
                mValues[i] = DELETED;
                mGarbage = true;
                return old;
            }
        }
        return null;
    }
  • clear 這里要留意,clear只是清空了values數(shù)組,并沒(méi)有操作keys數(shù)組,這里也是傳遞的地址值,然后通過(guò)for循環(huán),把每個(gè)元素清空!
  public void clear() {
        int n = mSize;
        Object[] values = mValues;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            values[i] = null;
        }
        mSize = 0;
        mGarbage = false;
    }
  • 其實(shí)還有個(gè)方法append,添加數(shù)據(jù)的時(shí)候最好去使用它,因?yàn)樗鼤?huì)判斷下mSize != 0 && key <= mKeys[mSize - 1]、如果滿足了才會(huì)調(diào)用 put方法,不滿足,直接添加數(shù)據(jù),而不是一上來(lái)就開(kāi)始進(jìn)行二分查找。
 // 要使用這個(gè)方法 好點(diǎn) 。
    public void append(int key, E value) {
        // 判斷了是否 需要 二分查找,還是直接插入
        if (mSize != 0 && key <= mKeys[mSize - 1]) {
            put(key, value);
            return;
        }

        if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {
            // 通過(guò)gc的方法,把DELETED值的 values 清空
            gc();
        }
        // 可以直接都要這里來(lái) ,是最節(jié)約能量
        mKeys = GrowingArrayUtils.append(mKeys, mSize, key);
        mValues = GrowingArrayUtils.append(mValues, mSize, value);
        mSize++;
    }
  • 關(guān)于原型模式中的深拷貝的實(shí)現(xiàn),這里也幫我指明了,一定要記得拷貝類中的容器
  @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public SparseArray<E> clone() {
        SparseArray<E> clone = null;
        try {
            clone = (SparseArray<E>) super.clone();
            //  原型模式的深拷貝   兩個(gè)容器的拷貝的過(guò)程----?。?!
            clone.mKeys = mKeys.clone();
            clone.mValues = mValues.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException cnse) {
            /* ignore */
        }
        return clone;
    }
  • 其他的 SparseBooleanArray SparseIntArray SparseLongArray 的原理一樣

  • SparseArrayHashMap無(wú)論是怎樣進(jìn)行插入,數(shù)據(jù)量相同時(shí),前者都要比后者要省下一部分內(nèi)存,但是效率呢?----在倒序插入的時(shí)候,SparseArray的插入時(shí)間和HashMap的插入時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一個(gè)數(shù)量級(jí).由于SparseArray每次在插入的時(shí)候都要使用二分查找判斷是否有相同的值被插入.因此這種倒序的情況是SparseArray效率最差的時(shí)候.

  • 附贈(zèng)一個(gè)二分查找

 /**
     * 二分查找
     * @param ints  需要被查找的數(shù)組
     * @param length  數(shù)組的長(zhǎng)度
     * @param value  查找的值
     */
    private int binarySearch(int[] ints, int length, int value) {

        int i = 0;
        int h = length - 1;
        while (i <= h) {
            /**
             * >>>與>>唯一的不同是它無(wú)論原來(lái)的最左邊是什么數(shù),統(tǒng)統(tǒng)都用0填充。
             * —比如你的例子,byte是8位的,-1表示為byte型是11111111(補(bǔ)碼表示法)
             * b>>>4就是無(wú)符號(hào)右移4位,即00001111,這樣結(jié)果就是15。
             * 這里相當(dāng)移動(dòng)一位,除以二
             */
            //中間的角標(biāo)
            final int mid = (i + h) >>> 1;// 第一次 2 第二次 mid=3 第三次mid=4
            final int midVal = ints[mid];// 第一次 3 第二次 midVal=4 第三次mid=5
            if (midVal < value) {
                i = mid + 1;// 第一次 3  第二次 i=4
            } else if (value < midVal) {
                h = mid - 1;
            } else if (value == midVal) {
                return mid; //第三次mid=5 返回了
            }
        }
        // 這個(gè)取反 ,相當(dāng)于 value +1 然后 取反  就可以了
        return ~value;
    }

  • 附贈(zèng)System.arraycopy() 的用法
 int[] mKeys={10,5,14,5,46};
       int[] newKeys=new int[5];
        /*
         * @param      src      源數(shù)組。
         * @param      srcPos    表示源數(shù)組要復(fù)制的起始位置,
         * @param      dest     目的地?cái)?shù)組。
         * @param      destPos  在目標(biāo)數(shù)據(jù)中的起始位置。
         * @param      length   要復(fù)制的數(shù)組元素的數(shù)目。
         */
        // todo  source of type android.util.SparseArray is not an array
        // destPsot +length  不能超過(guò) 新的數(shù)組的長(zhǎng)度
        System.arraycopy(mKeys,0, newKeys, 2, 3);
        for (Integer str : newKeys) {
            System.out.print("newKeys="+str+"   ");
        }

最后說(shuō)明幾點(diǎn)

  • ArrayList 的主要消耗是數(shù)組擴(kuò)容以及在指定位置添加數(shù)據(jù),在日常使用時(shí)最好是指定大小,盡量減少擴(kuò)容。更要減少在指定位置插入數(shù)據(jù)的操作。
  • ArrayList遍歷的速度快,插入刪除速度慢,隨機(jī)訪問(wèn)的速度快
  • LinkedList 插入,刪除都是移動(dòng)指針效率很高。查找需要進(jìn)行遍歷查詢,效率較低。二分查找,如果查找的index的越接近size的一半的話,這樣查找的效率很低
  • HashMap 是一個(gè)線程不安全的容器,發(fā)生擴(kuò)容時(shí)會(huì)出現(xiàn)環(huán)形鏈表從而導(dǎo)致死循環(huán)
  • HashMap 是一個(gè)無(wú)序的 Map,因?yàn)槊看胃鶕?jù) keyhashCode映射到Entry 數(shù)組上,所以遍歷出來(lái)的順序并不是寫入的順序。
  • HashMap 遍歷的速度慢,底層決定了,插入刪除的速度快,隨機(jī)訪問(wèn)的速度也比較快
  • ConcurrentHashMap 并發(fā)容器,區(qū)別就是采用了CAS + synchronized 來(lái)保證并發(fā)安全性
  • 位與運(yùn)算符&,把做運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)都轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的,然后從高位開(kāi)始比較,如果兩個(gè)數(shù)都是1則為1,否者為0
  • 無(wú)符號(hào)的右移(>>>):按照二進(jìn)制把數(shù)字右移指定數(shù)位,高位直接補(bǔ)零,低位移除!
  • a=a|b 等于 a|=b的意思就是把ab按位或然后賦值給a 按位或的意思就是先把ab都換成2進(jìn)制,然后用或操作
  • 位異或運(yùn)算(^): 運(yùn)算規(guī)則是兩個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)為二進(jìn)制,然后從高位開(kāi)始比較,如果相同則為0,不相同則為1
  • HashSet 底層其實(shí)就是 HashMap,只不過(guò)是一個(gè)value都一樣的HashSet.
  • LRU(Least Recently Used)最近最少使用的,看了源碼才知道核心是LRUCache類,這個(gè)類的核心其實(shí)是 LinkedHashMap類.
  • ~i 位非運(yùn)算符(~): 十進(jìn)制變二進(jìn)制:原碼--反碼--加一(補(bǔ)碼),相當(dāng)于 value +1 然后 取反 就可以了
  • SparseArray SparseBooleanArray SparseIntArray SparseLongArray 的原理一樣
  • SparseArrayHashMap無(wú)論是怎樣進(jìn)行插入,數(shù)據(jù)量相同時(shí),前者都要比后者要省下一部分內(nèi)存,但是效率呢?----在倒序插入的時(shí)候,SparseArray的插入時(shí)間和HashMap的插入時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一個(gè)數(shù)量級(jí).由于SparseArray每次在插入的時(shí)候都要使用二分查找判斷是否有相同的值被插入.因此這種倒序的情況是SparseArray效率最差的時(shí)候.
  • 二分查找,是當(dāng)角標(biāo)越接近數(shù)組長(zhǎng)度的一半,效率越低
  • 臥槽,剛看了一下總共將近一萬(wàn)字,光寫的過(guò)程用了16個(gè)小時(shí),整理資料大概是10個(gè)小時(shí)。
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