Java基础：Map的一家

0.Java中的集合框架

1.Map--接口

public interface Map

包：java.util.Map

Map提供了一种映射关系，其中的元素是以键值对（key-value）的形式存储的，能够实现根据key快速查找value；

Map中的键值对以Entry类型的对象实例形式存在；

键（key值）不可重复，value值可以重复，一个value值可以和很多key值形成对应关系，每个建最多只能映射到一个值。

Map支持泛型，形式如：Map

Map中使用put(K key,V value)方法添加

给定一个键和一个值，你可以将该值存储在一个Map对象. 之后，你可以通过键来访问对应的值。

当访问的值不存在的时候，方法就会抛出一个NoSuchElementException异常.

当对象的类型和Map里元素类型不兼容的时候，就会抛出一个 ClassCastException异常。

当在不允许使用Null对象的Map中使用Null对象，会抛出一个NullPointerException 异常。

当尝试修改一个只读的Map时，会抛出一个UnsupportedOperationException异常。

2.HashMap--实现类

public class HashMap extends AbstractMap
    implements Map, Cloneable, Serializable

包：java.util.HashMap

HashMap是Map的一个重要实现类，也是最常用的，基于哈希表实现

HashMap中的Entry对象是无序排列的

Key值和value值都可以为null，但是一个HashMap只能有一个key值为null的映射（key值不可重复）

3.Hashtable--实现类

public class Hashtable
    extends Dictionary
    implements Map, Cloneable, java.io.Serializable 

HashTable 是以数组和单向链表结合的存储形式；

存储元素时，key通过hash映射函数得到在HashTable存储数组中的位置；

该位置存放的是hash值一致的单向链表的首元素；

新的元素存储到该位置指向的列表中；

数组存储哈希后的key，哈希值相同，则使用链表解决哈希碰撞，放到链表中。

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，并发性不如ConcurrentHashMap，因为ConcurrentHashMap引入了分段锁。

Hashtable不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap替换，需要线程安全的场合可以用ConcurrentHashMap替换。

4.ConcurrentHashMap---实现类

public class ConcurrentHashMap extends AbstractMap
    implements ConcurrentMap, Serializable

包：java.util.concurrent.ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap允许并发的读和线程安全的更新操作

在执行写操作时，ConcurrentHashMap只锁住部分的Map

并发的更新是通过内部根据并发级别将Map分割成小部分实现的

高的并发级别会造成时间和空间的浪费，低的并发级别在写线程多时会引起线程间的竞争

ConcurrentHashMap的所有操作都是线程安全

ConcurrentHashMap返回的迭代器是弱一致性，fail-safe并且不会抛出ConcurrentModificationException异常

ConcurrentHashMap不允许null的键值

可以使用ConcurrentHashMap代替HashTable，但要记住ConcurrentHashMap不会锁住整个Map

5.HashMap与Hashtable

HashTable和HashMap采用相同的存储机制，二者的实现基本一致，不同的是：

1、HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的，内部的方法基本都是synchronized。

2、HashTable不允许有null值的存在。

3、因为线程安全的问题，HashMap效率比HashTable的要高。

在HashTable中调用put方法时，如果key为null，直接抛出NullPointerException。其它细微的差别还有，比如初始化Entry数组的大小等等，但基本思想和HashMap一样。

6.HashTable和ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap的实现。

同样是线程安全的类，它与HashTable在同步方面有什么不同呢？

之前我们说，synchronized关键字加锁的原理，其实是对对象加锁，不论你是在方法前加synchronized还是语句块前加，锁住的都是对象整体，

但是ConcurrentHashMap的同步机制和这个不同，它不是加synchronized关键字，而是基于lock操作的，

这样的目的是保证同步的时候，锁住的不是整个对象。

事实上，ConcurrentHashMap可以满足concurrentLevel个线程并发无阻塞的操作集合对象。

ConcurrentHashMap基于concurrentLevel划分出了多个Segment来对key-value进行存储，从而避免每次锁定整个数组，在默认的情况下，允许16个线程并发无阻塞的操作集合对象，尽可能地减少并发时的阻塞现象。

在多线程的环境中，相对于HashTable，ConcurrentHashMap会带来很大的性能提升！

部分内容参考：http://www.cnblogs.com/wang-meng/p/5808006.html