【Java】Map杂谈，hashcode()、equals()、HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap

参考的优秀文章：

《Java编程思想》第四版

《Effective Java》第二版

Map接口是映射表的结构，维护键对象与值对象的对应关系，称键值对。

> hashcode()和equals()

hashcode()和equals()即用于识别对象的身份。

在HashMap或类似的实现中，查找一个对象，是通过hashcode()返回的散列值映射到一个范围内的下标，在通过equals()比较此下标连接的链表是否存在相同的对象。

简单来说，hashcode()用于参考、快速定位（缩减范围），真正是否等于是依赖equals()。

默认的hashcode()和equals()

如何对象没有覆盖这两个方法，那么就是继承Object对象的。

在Object中，hashcode()是使用对象的地址计算散列值；equals()只比较对象的地址。

必要的时候，我们需要覆盖这两个方法。

覆盖这两个方法有什么原则呢？

equals()的覆盖，主要是基于此对象的业务。

而hashcode()的覆盖原则，详情可参见《Effective Java》的“覆盖equals时总要覆盖hashcode”一节。

有几个比较重要的原则：

1、两个equals相等的对象，其hashcode是相等的。

2、两个equals不等的对象，其hashcode有可能是相等的。

3、好的hashcode()应产生分布均匀的散列码。

基于第3点，《Effective Java》有具体的建议。

1、定义变量result为非零的数。

2、用公式result = 31 * result + c，其中c是类中各个域的散列值。

用Eclipse生成的hashcode()与此原则类似，我们可以看看：

public class User {
    
    private Integer id;
    private String name;
    private boolean flag = false;
    private long phoneNumber;
    
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + (flag ? 1231 : 1237);
        result = prime * result + ((id == null) ? 0 : id.hashCode());
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        result = prime * result + (int) (phoneNumber ^ (phoneNumber >>> 32));
        return result;
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        User other = (User) obj;
        if (flag != other.flag)
            return false;
        if (id == null) {
            if (other.id != null)
                return false;
        } else if (!id.equals(other.id))
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        if (phoneNumber != other.phoneNumber)
            return false;
        return true;
    }
    
        

}

> 常用的Map实现

Map接口有几个常用的实现类，HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap。其中HashMap最常用。

HashMap，基于散列表实现，查找速度快（依赖hashcode()和equals()），存放元素无序。

TreeMap，基于红黑树实现，存放有序（依赖Compareable）。

LinkedHashMap，基于散列表、双向链表实现。如HashMap的查找速度，遍历时有序（默认为插入顺序，可通过构造方法设置“最近最少使用(Least Recently Used)顺序”）。

ConcurrentHashMap，线程安全的HashMap，用于替代HashTable（线程安全，但基于整个对象的锁实现的，效率不高），而ConcurrentHashMap是采用分段加锁的方式实现，提升了效率。

代码演示LinkedHashMap的两种排序:

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;


public class LinkedHashMapTester {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("LinkedHashMap 根据插入顺序排列：");
        Map<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
        for (Integer i = 0; i < 5; i++) {
            map.put("k" + i.toString(), "v" + i.toString());
        }
        
        for (Integer i = 10; i > 5; i--) {
            map.put("k" + i.toString(), "v" + i.toString());
        }
        
        System.out.println(map);
        map.get("k10");
        System.out.println(map);
        
        System.out.println("LinkedHashMap 根据最近最少使用(Least Recently Used)顺序排列：");
        map = new LinkedHashMap<String, String>(16, 0.75f, true); // 没有了其他构造方法设置其排序为true了。初始容量、加载因子使用默认的16和0.75。
        for (Integer i = 0; i < 5; i++) {
            map.put("k" + i.toString(), "v" + i.toString());
        }
        
        for (Integer i = 10; i > 5; i--) {
            map.put("k" + i.toString(), "v" + i.toString());
        }
        
        System.out.println(map);
        map.get("k10");
        System.out.println(map);
    }

}

日志，注意看使用“K10”后“K10”的位置：

LinkedHashMap 根据插入顺序排列：
{k0=v0, k1=v1, k2=v2, k3=v3, k4=v4, k10=v10, k9=v9, k8=v8, k7=v7, k6=v6}
{k0=v0, k1=v1, k2=v2, k3=v3, k4=v4, k10=v10, k9=v9, k8=v8, k7=v7, k6=v6}
LinkedHashMap 根据最近最少使用(Least Recently Used)顺序排列：
{k0=v0, k1=v1, k2=v2, k3=v3, k4=v4, k10=v10, k9=v9, k8=v8, k7=v7, k6=v6}
{k0=v0, k1=v1, k2=v2, k3=v3, k4=v4, k9=v9, k8=v8, k7=v7, k6=v6, k10=v10}