jdk1.8.0_45源码解读——Map接口和AbstractMap抽象类的实现

jdk1.8.0_45源码解读——Map接口和AbstractMap抽象类的实现

一、 Map架构

如上图：
(01) Map 是映射接口，Map中存储的内容是键值对(key-value)。
(02) AbstractMap 是继承于Map的抽象类，它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码。
(03) SortedMap 是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对，排序的方法是通过比较器(Comparator)。
(04) NavigableMap 是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap，NavigableMap有一系列的导航方法；如"获取大于/等于某对象的键值对"、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
(05) TreeMap 继承于AbstractMap，且实现了NavigableMap接口；因此，TreeMap中的内容是“有序的键值对”！
(06) HashMap 继承于AbstractMap，但没实现NavigableMap接口；因此，HashMap的内容是“键值对，但不保证次序”！
(07) Hashtable 虽然不是继承于AbstractMap，但它继承于Dictionary(Dictionary也是键值对的接口)，而且也实现Map接口；因此，Hashtable的内容也是“键值对，也不保证次序”。但和HashMap相比，Hashtable是线程安全的，而且它支持通过Enumeration去遍历。
(08) WeakHashMap 继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同，WeakHashMap的键是“弱键”。

 

二、 Map接口

1. Map.Entry<K, V>的结构

　　映射项（键-值对）。Map.entrySet() 方法返回映射的 collection 视图，其中的元素属于此类。获得映射项引用的唯一 方法是通过此 collection 视图的迭代器来实现。这些 Map.Entry 对象仅在迭代期间有效；更确切地讲，如果在迭代器返回项之后修改了底层映射，则某些映射项的行为是不确定的，除了通过 setValue 在映射项上执行操作之外。

K getKey(); 　　 　　　　　//返回此项中对应的键值 V getValue(); 　　　　　　　　　//返回此项中对应的值 V setValue(V value);　　　　　//用指定的值替换与此项对应的值 boolean equals(Object o); 　　//比较指定对象与此项的相等性 int hashCode(); 　　　　　　　　//返回此项的哈希码

 

2. Map接口

将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。

Map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。映射顺序 定义为迭代器在映射的 collection 视图上返回其元素的顺序。某些映射实现可明确保证其顺序，如 TreeMap 类；另一些映射实现则不保证顺序，如 HashMap 类。

注：将可变对象用作映射键时必须格外小心。当对象是映射中某个键时，如果以影响 equals 比较的方式更改了对象的值，则映射的行为将是不确定的。此项禁止的一种特殊情况是不允许某个映射将自身作为一个键包含。虽然允许某个映射将自身作为值包含，但请格外小心：在这样的映射上 equals 和 hashCode 方法的定义将不再是明确的。

public interface Map<K,V> {int size();boolean isEmpty();boolean containsKey(Object key);boolean containsValue(Object value);V get(Object key);V put(K key, V value);V remove(Object key);void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);void clear(); Set<K> keySet();Collection<V> values();//返回此映射中包含的映射关系的 set 视图Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();boolean equals(Object o);int hashCode(); }

 

三、AbstractMap抽象类

1. AbstractMap.SimpleEntry<K, V>的结构

　　SimpleEntry<K, V>是维护键和值的 Entry。可以使用 setValue() 方法更改值。此类简化了构建自定义映射实现的过程。例如，可以使用 Map.entrySet().toArray 方法方便地返回 SimpleEntry实例数组。

public static class SimpleEntry<K,V>implements Entry<K,V>, java.io.Serializable{private static final long serialVersionUID = -8499721149061103585L;private final K key;private V value;//创建一个项，它表示从指定键到指定值的映射关系public SimpleEntry(K key, V value) {this.key = key;this.value = value;}//创建一个项，它表示的映射关系与指定的项相同public SimpleEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {this.key = entry.getKey();this.value = entry.getValue();}//返回对应于此项的键public K getKey() {return key;}//返回对应于此项的值public V getValue() {return value;}//用指定值替换对应于此项的值,并返回旧值public V setValue(V value) {V oldValue = this.value;this.value = value;return oldValue;}//相等性检测，包括null值private static boolean eq(Object o1, Object o2) {return o1 == null ? o2 == null : o1.equals(o2);}//比较指定对象与此项的相等性public boolean equals(Object o) {if (!(o instanceof Map.Entry))return false;Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());}//返回此映射项的哈希值:key值的哈希码与value值的哈希码按位异或的结果public int hashCode() {return (key == null ? 0 : key.hashCode()) ^(value == null ? 0 : value.hashCode());}//返回此映射项的 String表示形式:key=valuepublic String toString() {return key + "=" + value;}} View Code

 

2.AbstractMap.SimpleImmutableEntry<K,V>的结构

　　SimpleImmutableEntry<K,V>是维护不可变的键和值的 Entry，不支持setValue()方法。方便用于在返回线程安全的键-值映射关系的方法。

public static class SimpleImmutableEntry<K,V>implements Entry<K,V>, java.io.Serializable{private static final long serialVersionUID = 7138329143949025153L;private final K key;private final V value;//创建一个项，它表示从指定键到指定值的映射关系public SimpleImmutableEntry(K key, V value) {this.key = key;this.value = value;}//创建一个项，它表示的映射关系与指定项相同public SimpleImmutableEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {this.key = entry.getKey();this.value = entry.getValue();}//返回对应于此项的键public K getKey() {return key;}//返回对应于此项的值public V getValue() {return value;}//该方法仅抛出UnsupportedOperationException，表明该Entry不支持setValue方法public V setValue(V value) {throw new UnsupportedOperationException();}//比较指定对象与此项的相等性public boolean equals(Object o) {if (!(o instanceof Map.Entry))return false;Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());}//返回此映射项的哈希值:key值的哈希码与value值的哈希码按位异或的结果public int hashCode() {return (key == null ? 0 : key.hashCode()) ^(value == null ? 0 : value.hashCode());}//返回此映射项的 String表示形式:key=valuepublic String toString() {return key + "=" + value;}} View Code

 

3. AbstractMap抽象类

AbstractMap类提供 Map接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
要实现不可修改的映射，编程人员只需扩展此类并提供 entrySet() 方法的实现即可，该方法将返回映射的映射关系 set视图。通常，返回的 set 将依次在 AbstractSet 上实现。此 set不支持 add() 或 remove() 方法，其迭代器也不支持 remove() 方法。

要实现可修改的映射，编程人员必须另外重写此类的put() 方法（否则将抛出 UnsupportedOperationException），entrySet().iterator() 返回的迭代器也必须另外实现其 remove() 方法。

public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {//构造函数protected AbstractMap() {}//返回此映射中的键-值映射关系数public int size() {return entrySet().size();}//如果此映射未包含键-值映射关系，则返回 true。public boolean isEmpty() {return size() == 0;}//如果键值对<key,value>集合中包含指定的value值,则返回turepublic boolean containsValue(Object value) {//entrySet()返回此映射中包含的映射关系的Set视图Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator(); //Map中允许value值为null，故分两种情况考虑if (value==null) {while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (e.getValue()==null)return true;}} else {while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (value.equals(e.getValue()))return true;}}return false;}//如果键值对<key,value>集合中包含指定的key值,则返回turepublic boolean containsKey(Object key) {//entrySet()返回此映射中包含的映射关系的Set视图Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();//Map中只允许有唯一一个null的key值，故分两种情况考虑if (key==null) {while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (e.getKey()==null)return true;}} else {while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (key.equals(e.getKey()))return true;}}return false;}//返回指定键所映射的值；如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 nullpublic V get(Object key) {Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();if (key==null) {while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (e.getKey()==null)return e.getValue();}} else {while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (key.equals(e.getKey()))return e.getValue();}}return null;}//将指定的值与此映射中的指定键关联public V put(K key, V value) {throw new UnsupportedOperationException();}/*** 如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除。并返回以前与key关联的值；如果没有key的映射关系，则返回null** 注意，如果 entrySet()返回的集合所调用的迭代器不支持 remove方法，并且此映射包含指定键的映射关系，* 则此实现将抛出 UnsupportedOperationException。 */public V remove(Object key) {Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();Entry<K,V> correctEntry = null; //用于指向给定键值对应的映射关系//找到指定键的映射关系，并赋值给correctEntryif (key==null) {while (correctEntry==null && i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (e.getKey()==null)correctEntry = e;}} else {while (correctEntry==null && i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();if (key.equals(e.getKey()))correctEntry = e;}}V oldValue = null;if (correctEntry !=null) {oldValue = correctEntry.getValue(); //得到以前与key关联的值i.remove(); //运用迭代器中的remove()方法来对得到的键值对项进行移除工作 }return oldValue;}//从指定Map中将所有映射关系<key,value>复制到此映射中public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())put(e.getKey(), e.getValue());}//从此映射中移除所有映射关系public void clear() {entrySet().clear();}//用volatile修饰的变量，线程在每次使用变量的时候，都会读取变量最后修改后的值transient volatile Set<K> keySet; //Map中key值的唯一性决定键值集合的视图类型为Settransient volatile Collection<V> values; //Map中value值的可重复性决定值集合的视图类型为Collection//返回此映射中包含的键的 Set视图public Set<K> keySet() {if (keySet == null) {keySet = new AbstractSet<K>() {public Iterator<K> iterator() {return new Iterator<K>() {private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();public boolean hasNext() {return i.hasNext();}public K next() {return i.next().getKey(); //得到键值 }public void remove() {i.remove();}};}public int size() {return AbstractMap.this.size();}public boolean isEmpty() {return AbstractMap.this.isEmpty();}public void clear() {AbstractMap.this.clear();}public boolean contains(Object k) {return AbstractMap.this.containsKey(k);}};}return keySet;}//返回此映射中包含的值的 Collection视图public Collection<V> values() {if (values == null) {values = new AbstractCollection<V>() {public Iterator<V> iterator() {return new Iterator<V>() {private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();public boolean hasNext() {return i.hasNext();}public V next() {return i.next().getValue(); //得到value值 }public void remove() {i.remove();}};}public int size() {return AbstractMap.this.size();}public boolean isEmpty() {return AbstractMap.this.isEmpty();}public void clear() {AbstractMap.this.clear();}public boolean contains(Object v) {return AbstractMap.this.containsValue(v);}};}return values;}//返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图public abstract Set<Entry<K,V>> entrySet();//比较指定对象与此映射的相等性public boolean equals(Object o) {//如果给定对象也是一个映射并且两个映射表示相同的映射关系，则返回trueif (o == this)return true;//检查指定的对象是否为映射关系if (!(o instanceof Map))return false;Map<?,?> m = (Map<?,?>) o; //强制类型转换//检查指定的对象是否是一个大小与此映射相等的映射if (m.size() != size())return false;//在此映射 entrySet()返回的collection上进行迭代，并检查指定的映射是否包含此映射所包含的每个映射关系try {Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();while (i.hasNext()) {Entry<K,V> e = i.next();K key = e.getKey(); //此映射的key值V value = e.getValue(); //此映射的value值if (value == null) {if (!(m.get(key)==null && m.containsKey(key)))return false;} else {if (!value.equals(m.get(key)))return false;}}} catch (ClassCastException unused) {return false;} catch (NullPointerException unused) {return false;}return true;}//返回此映射的哈希值//Map的哈希码被定义为该映射的 entrySet()视图中每个条目的哈希码之和。这确保了 m1.equals(m2)对于任意两个映射m1和m2都意味着 m1.hashCode()==m2.hashCode()public int hashCode() {int h = 0;Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();while (i.hasNext())h += i.next().hashCode();return h;}//返回此映射的字符串表示形式:{key1=value1}, {key1=value1}, ...public String toString() {Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();if (! i.hasNext()) //Map为nullreturn "{}";StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append('{');for (;;) {Entry<K,V> e = i.next();K key = e.getKey();V value = e.getValue();sb.append(key == this ? "(this Map)" : key);sb.append('=');sb.append(value == this ? "(this Map)" : value);if (! i.hasNext())return sb.append('}').toString();sb.append(',').append(' ');}}//返回此 AbstractMap 实例的浅表副本：不复制键和值本身protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {AbstractMap<?,?> result = (AbstractMap<?,?>)super.clone();result.keySet = null;result.values = null;return result;} } View Code

 

转载于:https://www.cnblogs.com/CherishFX/p/4740113.html

总结

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