2019-05-15 HashMap优化的几种简单方法

画重点,面试加分

先贴出HashMap源码普及一下几个概念:

public class HashMap<K,V>extends AbstractMap<K,V>implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable{    //  默认的初始容量(容量为HashMap中桶的数目)是16,且实际容量必须是2的整数次幂。     static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;     // 最大容量(必须是2的幂且小于2的30次方,传入容量过大将被这个值替换)    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;     // 默认加载因子    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;     // 存储数据的Entry数组,长度是2的幂。    // HashMap是采用拉链法实现的,每一个Entry本质上是一个单向链表    transient Entry[] table;     // HashMap的大小,它是HashMap保存的键值对的数量    transient int size;     // HashMap的阈值,用于判断是否需要调整HashMap的容量(threshold = 容量*加载因子)    int threshold;     // 加载因子实际大小    final float loadFactor;     // HashMap被改变的次数    transient volatile int modCount;

通过以上源码可以看到在源码中定义了一下几个常量:

  • 默认加载因子:这东西说白了就是用来划分整个HashMap容量的百分比,这里默认0.75就是说占用总容量的75%
  • 默认初始容量:如果你不在构造函数中传值,new一个HashMap,他的容量就是2的4次方(16),并且增长也得是2的整数次方(幂)
  • 阀值:首先这个值等于默认加载因子和初始容量的乘机;他的作用是用来预警的,如果HashMap中的容量超过这个阀值了,那就会执行扩容操作,低于则没事

很多人忽视的加载因子Load Factor

加载因子存在的原因,还是因为减缓哈希冲突,如果初始桶为16,等到满16个元素才扩容,某些桶里可能就有不止一个元素了。所以加载因子默认为0.75,也就是说大小为16的HashMap,到了第13个元素,就会扩容成32。

2.1 考虑加载因子地设定初始大小

相比扩容时只是System.arraycopy()的ArrayList,HashMap扩容的代价其实蛮大的,首先,要生成一个新的桶数组,然后要把所有元素都重新Hash落桶一次,几乎等于重新执行了一次所有元素的put。

所以如果你心目中有明确的Map 大小,设定时一定要考虑加载因子的存在。

建议你在知道你要存储的容量的时候,直接这样定义:

Map mapBest = new HashMap((int) ((float) 拟存的元素个数 / 0.75F + 1.0F));

这样一次到位,虽然存在些资源浪费,但是比起重新扩容还是效率高很多

Map map = new HashMap(srcMap.size())这样的写法肯定是不对的,有25%的可能会遇上扩容。

Thrift里的做法比较粗暴, Map map = new HashMap( 2* srcMap.size()), 直接两倍又有点浪费空间。

Guava的做法则是加上如下计算

(int) ((float) expectedSize / 0.75F + 1.0F);

2.2 减小加载因子

在构造函数里,设定加载因子是0.5甚至0.25。
如果你的Map是一个长期存在而不是每次动态生成的,而里面的key又是没法预估的,那可以适当加大初始大小,同时减少加载因子,降低冲突的机率。毕竟如果是长期存在的map,浪费点数组大小不算啥,降低冲突概率,减少比较的次数更重要。

3. Key的设计

对于String型的Key,如果无法保证无冲突而且能用==来对比,那就尽量搞短点,否则一个个字符的equals还是花时间的。

甚至,对于已知的预定义Key,可以自己试着放一下,看冲不冲突。比如,像”a1”,”a2”,”a3” 这种,hashCode是个小数字递增,绝对是不冲突的:)

看一下获取key对应value的源码

// 获取key对应的value    public V get(Object key) {        if (key == null)            return getForNullKey();        // 获取key的hash值        int hash = hash(key.hashCode());        // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];             e != null;             e = e.next) {            Object k;            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))                return e.value;        }        return null;    }

由源码可知,如果hashCode 不冲突,那查找效率很高,但是如果hashCode一旦冲突,叫调用equals一个字节一个自己的去比较

  • 所以你把key设计的尽量短,一旦冲突也会少用点时间
  • 建议采用String,Integer 这样的类作为键,原因如下:

特别是String,他是不可变的,也是final的,而且已经重写了equals 和hashCode 方法,这个和HashMap 要求的计算hashCode的不可变性要求不谋而合,核心思想就是保证键值的唯一性,不变性,

其次是不可变性还有诸如线程安全的问题,以上这么定义键,可以最大限度的减少碰撞的出现

转载整理自

https://blog.csdn.net/wjsshhx/article/details/67644254

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