java集合框架---Map接口总结（精简版）

5.Map接口：（HashMap（最常用）,LinkedHashMap,Hashtable,TreeMap）
5.1.HashMap：继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口
5.1.1.根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值；
5.1.2.具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的；
5.1.3.不支持线程的同步，线程不安全，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致
5.1.4.键和值都可以为null；
5.1.5.不允许键重复，值可以重复
（1）如果多个键重复，后面的将覆盖前面的，只保留最后一个键值对数据
（2）如果多个值重复，键唯一，将全部展示键值对数据
5.1.6.jdk1.7中为底层数组+链表实现
5.1.7.jdk1.8中改为底层数组+红黑树实现

1.代码示例：HashMap方法使用汇总
          HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
          hashMap.put("1", "西游记");//
          hashMap.put(null, "红楼梦");
          hashMap.put("2","西游记");
          hashMap.put("3",null);
          hashMap.put(null,null);
          输出结果：{null=null, 1=西游记, 2=西游记, 3=null, 4=null}//不会显示红楼梦（前面的被覆盖了）
          hashMap.clear();//作用是清空HashMap
          hashMap.containsKey("1")//作用是判断HashMap是否包含key,包含为true，否则为false
          hashMap.containsValue("西游记") //作用是判断HashMap是否包含value，包含为true，否则为false
          hashMap.entrySet()//作用是返回“HashMap中所有Entry(key-value)的集合”，它是一个集合
          System.out.println(hashMap)=System.out.println( hashMap.entrySet());
          输出结果：{null=null, 1=西游记, 2=西游记, 3=null, 4=null}
          hashMap.values()//作用是返回“HashMap中所有value的集合”，它是一个集合
          输出结果：[null, 西游记, 西游记, null, null]
          hashMap.keySet()//作用是返回“HashMap中所有key的集合”，它是一个集合
          输出结果：[null, 1,2,3]
          hashMap.get("1")//作用是获取key对应的value
           hashMap.remove("1")//作用是删除key=1的键值对
2。遍历：可以遍历key-value,key,value三种形式
      第一种：推荐（尤其量大时）
       HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
         for(Map.Entry<String, String> entry: hashMap .entrySet())
    {
     System.out.println("Key: "+ entry.getKey()+ " Value: "+entry.getValue());
    }
     第二种：显示调用map.entrySet()的集合迭代器
      Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator=hashMap .entrySet().iterator();
       while(iterator.hasNext())
    {
     Map.Entry<String, String> entry=(Entry<String, String>)iterator.hasNext();
     System.out.println("Key: "+entry.getKey()+" Value: "+entry.getValue());
    }
    第三种：分别获取key，value
    for(String key:map.keySet())
    {
     System.out.println("Key: "+key+" Value: "+map.get(key));
    }
    第四种：获取value
     for(String v:map.values())
    {
     System.out.println("The value is "+v);
    }
  实际应用中前两种效率高！！！      

5.2.Hashtable：继承自Dictionary类
5.2.1.支持线程同步，即同一时刻只能有一个线程对hashtable进行操作（这导致了它的写入较慢）
5.2.2.不允许键或值为空
5.2.3.jdk1.7中为底层数组+链表实现
5.2.4.jdk1.8中改为底层数组+红黑树实现
5.3. LinkedHashMap：是HashMap的一个子类，用法和HashMap一样
5.3.1.当希望有顺序地去存储key-value时，就需要使用LinkedHashMap了（默认为插入顺序）

      插入时什么顺序，输出时就是什么顺序！
      代码示例：
      （1）使用HashMap
       HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
               hashMap.put("1", "西游记");
               hashMap.put("2", "红楼梦");
               hashMap.put("3", "水浒传");
         for(Map.Entry<String, String> entry: hashMap .entrySet())
    {
     System.out.println("Key: "+ entry.getKey()+ " Value: "+entry.getValue());
    }
       可能会输出：       Key：3  Value：水浒传
                         Key：1  Value：西游记
                         Key：2  Value：红楼梦
      （2）使用LinkedHashMap   
       LinkedHashMap   <String, String> linkedHashMap   = new LinkedHashMap   <>();
               linkedHashMap   .put("1", "西游记");
               linkedHashMap   .put("2", "红楼梦");
               linkedHashMap   .put("3", "水浒传");
         for(Map.Entry<String, String> entry: linkedHashMap   .entrySet())
    {
     System.out.println("Key: "+ entry.getKey()+ " Value: "+entry.getValue());
    }                 
        一定输出：        Key：1  Value：西游记
                         Key：2  Value：红楼梦
                         Key：3  Value：水浒传                  

5.4.TreeMap：继承于AbstractMap（了解）
5.4.1.通过红黑树实现的，本质是R-B Tree(红黑树)，它包含几个重要的成员变量： root, size, comparator

      root：    （1） 是红黑数的根节点。它是Entry类型，Entry节点根据key进行排序，节点包含的内容为value
                （2）包含了红黑数的6个基本组成成分：key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)
      size：是红黑数中节点的个数   
      comparator：Entry中的key比较大小是根据比较器comparator来进行判断的        

5.4.2.是非同步的
5.4.3.不允许key=null，允许value=null

代码示例：
 TreeMap<String, String> treeMap = new TreeMap<>();  
  treeMap.put("1", "西游记");
  treeMap.put("4", "红楼梦");
  treeMap.put("2",null);
  treeMap.put("3",null);
  //treeMap.put(null,null); 
  for(Entry<String, String> entry: treeMap .entrySet())
  {
   System.out.println("Key: "+ entry.getKey()+ " Value: "+entry.getValue());
  }
 输出：Key: 1 Value: 西游记
      Key: 2 Value: null
      Key: 3 Value: null
     Key: 4 Value: 红楼梦 

扩展：Map接口的同步实现

  （1）可以使用Hashtable实现类；
           1.采用的锁机制是一次锁住整个hash表，从而在同一时刻只能由一个线程对其进行操作
  （2）可以使用SynchronizedMap实现类      
  （3）可以使用java.util.concurrent包提供的ConcurrentHashMap  
           1.jdk1.7中采用了数组+Segment+分段锁的方式实现，线程安全
           2.jdk1.8中采用了数组+链表+红黑树的实现方式来设计，内部大量采用CAS操作
           2.通过把整个Map分为N个Segment，可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认将hash表分为16个桶
           3.是使用了锁分段技术来保证线程安全的
           锁分段技术：首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，
                                其他段的数据也能被其他线程访问。 
           4.诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，
              并发性能的提升是显而易见的                     

扩展：CAS是compare and swap的缩写，即我们所说的比较交换

 （1）cas是一种基于锁的操作，而且是乐观锁
        在java中锁分为乐观锁和悲观锁：
            悲观锁：是将资源锁住，等之前获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问
            乐观锁：采取了一种宽泛的态度，通过某种方式不加锁来处理资源，性能较悲观锁有很大的提高
 （2）cas包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)
          如果内存地址里面的值V和预期原值A的值是一样的，那么就将内存里面的值更新成B