java容器之Map

Map的核心思想就是：将一个对象映射到另一个对象上。存储的是键值对。维护键-值（对）关联。
Map中的键，和Set中的元素一样，必须实现equals()方法（即保证键的唯一性）；如果用于散列Map，还必须实现hashCode()方法；如果用于TreeMap,还必须实现实现Comparable接口。
Map的键必须是唯一的，值可以重复。
Map接口的实现类有6个：
HashMap  基于散列表的实现，追求速度的极致。插入和查询“键值对”的开销是固定的（即“先hash，再取（存）值“的开销）。可以通过构造器设置容量和负载因子，以调整容器性能。
TreeMap    基于红黑树的实现，查看“键”或“键值对”时，它们会被排序（次序由元素实现的Comparable或者TreeMap中的Comparator 决定）。TreeMap的特点在于，所得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有Submap（）方法的Map，可以返回一个子树。他也是SortedMap的唯一实现。因为是树形结构的底层实现，那么在插入新元素的时候就相对慢一些（这是基于树形结构的特点导致的，因为在插入时就确定好了顺序，那么这个过程就还包含着一个排序的过程），它的查找操作，一般应该是基于“二分法”的，所以速度不及hash方式查找的快。
LinkedHashMap 类似于HashMap，但是迭代遍历他时，取得的“键值对“的顺序是键值对的插入顺序，或者是 最近最少使用（LRU）的次序（具体使用哪个顺序，根据构造函数中传入的参数决定）。只比HashMap慢一点；而在迭代访问时反而更快，因为它使用的是链表维护内部顺序。特点就是遍历时的顺序。
WeakHashMap 弱键映射，允许释放映射所指向的对象。这是为解决某类特殊问题而设计的。如果映射之外没有引用指向某个键，那么这个键可以被垃圾收集器回收。
ConcurrentHashMap  一种线程安全的Map，不涉及同步加锁。在并发中有。
IdentifyHashMap 使用== 代替 equals() 对 键 进行比较的散列映射，转为特殊问题设计。
HashMap中的get( Object key ) 和 containKey（Object key）的工作原理都是：先拿到key的hashCode，再根据hashCode去table中寻找对应的Entry对象，再根据获取到的Entry中的key值，来比较 是否有这个key值对应的对象。
源码见下：

public boolean containsKey(Object key) {
return getEntry(key) != null;
}

public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry<K,V> entry = getEntry(key);

return null == entry ? null : entry.getValue();
}

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
if (size == 0) {
return null;
}

int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
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 != null && key.equals(k))))
return e;
}
return null;
}

所以在HashMap中，作为键（key）的对象必须重写equals（）方法和hashCode（）方法，因为Object默认是使用对象的地址来计算散列码（即hashCode）的，同时Object中的equals（）方法默认比较的也只是对象的地址。

散列与散列码：
     使用散列的目的在于：想要用一个对象来查找另一个对象（是通过key对象来查找Entry<Key,Value>对象）。而散列的价值在于速度。

     工作原理：（在整个的hash过程中，无论是hashCode和equals方法都是对Key进行操作的）
         鉴于数组存储对象的快速性，HashMap一般使用数组来存储Entry对象。
         通过获取key对象的hashCode，来确定数组的下标。因为数组的长度是固定的，而key的数量是不确定的，所以会产生多个key指向同一个数组位置的情况（被称为“冲突”），
          为了解决冲突，在数组中存放的不是key所对应的Entry<K,V>，而是链表，在链表中存放key所对应的Entry<K,V> 。这样多个key指向一个数组位置的冲突就解决了。
          在获取Entry<K,V>对象时，利用key的hashCode获取在数组的位置，再利用equals() 方法，把指定的值从数组对应位置的链表中取出。
          在存入Entry<K,V>对象时，利用key的hashCode确定在数组中的位置，然后在数组对应位置的链表中查找（通过equals（）方法）是否已存在该Entry对象，若不存在，则将该对象添加到链表中。

另外重写hashCode（）方法是有技巧的。

对于Map的优化主要是针对Map在hash过程中，对于冲突的避免，来提高查找和插入的性能。
1.容量：Map中的桶位数（即Map中用于存储键信息的数组大小）；
2.初始容量：Map在创建时拥有的桶位数（可以认为是数组的初始化大小）。HashMap和HashSet中都具有允许指定初始容量的构造函数。
3.尺寸：Map中当前存储的项数。
4.负载因子：尺寸/容量。Map为空时的负载因子为0，半满的Map负载因子为0.5，以此类推。负载因子越小的Map产生冲突的可能性越小，这对于插入和查找都是最理想的（但是会减慢使用迭代器进行遍历的过程）。在构造函数中指定了负载因子后，表示当负载情况到达该负载因子的水平时，容器将自动增加容量（桶位数），实现方式时使容量大致加倍，并重新将现有的对象分不到新的桶位集中（这个过程被称为再散列）。
HashMap使用的默认负载因子是0.75。如果要知道在HashMap中存储多少项，那么创建一个具有恰当大小初始容量的Map将避免自动再散列的开销。