JDK源码分析-Map接口

忘是亡心i 2022-11-21 04:13 108阅读 0赞

Map接口以键值方式存储，常用的实现类有HashMap，Hashtable，ConcurrentHashMap，TreeMap，LinkedHashMap等。

**  jdk1.7**的Map接口的方法有如下，到了jdk1.8还有额外的增加。

package java.util;
    
     
    public interface Map<K,V> {
     
        //获取集合代下
        int size();
    
        //判断集合是否为空
        boolean isEmpty();
    
        //是否包含key值
        boolean containsKey(Object key);
       
        //是否包含value值
        boolean containsValue(Object value);
    
        //通过键获取值
        V get(Object key);
     
        //增加新元素
        V put(K key, V value);
     
        //通过键移除数据
        V remove(Object key);
       
        //添加一个新的集合
        void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
     
        //清空集合数据
        void clear();
    
        //返回此map集合【包含的键】的 Set 视图。
        Set<K> keySet();
        
        //返回此map集合的 Collection 视图。
        Collection<V> values();
    
        //返回此map集合的 Set 视图。
        Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
       
        //内置Entry接口，以键，值方式进行存储的，相当于Map集合存储元数据的。
        interface Entry<K,V> {
            //设置key
            K getKey();
    
            //获取value
            V getValue();
    
            //设置value
            V setValue(V value);
    
            //判断是否相等
            boolean equals(Object o);
     
           //获得哈希码
            int hashCode();
        }
    
     
        //判断集合对象是否相等
        boolean equals(Object o);
     
        //获得集合的哈希码
        int hashCode();
    
    }

到了jdk1.8，增加以下的几个方法：

// 获取 key 对应的 value，若 value 为 null，则返回 defaultValue 
       default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
            V v;
            return (((v = get(key)) != null) || containsKey(key))
                ? v
                : defaultValue;
        }
    
       // 遍历 Map 中的元素
       default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
                K k;
                V v;
                try {
                    k = entry.getKey();
                    v = entry.getValue();
                } catch(IllegalStateException ise) {
                    // this usually means the entry is no longer in the map.
                    throw new ConcurrentModificationException(ise);
                }
                action.accept(k, v);
            }
        }
     
        // 通过给定的函数计算出新的 Entry 替换所有旧的 Entry
        default void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {
            Objects.requireNonNull(function);
            for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
                K k;
                V v;
                try {
                    k = entry.getKey();
                    v = entry.getValue();
                } catch(IllegalStateException ise) {
                    // this usually means the entry is no longer in the map.
                    throw new ConcurrentModificationException(ise);
                }
    
                // ise thrown from function is not a cme.
                v = function.apply(k, v);
    
                try {
                    entry.setValue(v);
                } catch(IllegalStateException ise) {
                    // this usually means the entry is no longer in the map.
                    throw new ConcurrentModificationException(ise);
                }
            }
        }
    
     
       // 若 key 对应的 value 不存在，则把 key-value 存入 Map，否则无操作
        default V putIfAbsent(K key, V value) {
            V v = get(key);
            if (v == null) {
                v = put(key, value);
            }
    
            return v;
        }
     
       // 若 key 对应的值等于 value，则移除 key；否则无操作
        default boolean remove(Object key, Object value) {
            Object curValue = get(key);
            if (!Objects.equals(curValue, value) ||
                (curValue == null && !containsKey(key))) {
                return false;
            }
            remove(key);
            return true;
        }
    
    
      // 若 key 对应的值等于 oldValue，则将其替换为 newValue；否则无操作 
        default boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {
            Object curValue = get(key);
            if (!Objects.equals(curValue, oldValue) ||
                (curValue == null && !containsKey(key))) {
                return false;
            }
            put(key, newValue);
            return true;
        }
    
     
        // Map 中存在 key 时，将 key-value 存入，相当于：
       /*
         if (map.containsKey(key)) {
             return map.put(key, value);
         } else
           return null;
         }
       */
        default V replace(K key, V value) {
            V curValue;
            if (((curValue = get(key)) != null) || containsKey(key)) {
                curValue = put(key, value);
            }
            return curValue;
        }
    
        // 当 key 对应的 value 不存在时，使用给定的函数计算得出 newValue
       // 并将 key-newValue 存入 Map
        default V computeIfAbsent(K key,
                Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) {
            Objects.requireNonNull(mappingFunction);
            V v;
            if ((v = get(key)) == null) {
                V newValue;
                if ((newValue = mappingFunction.apply(key)) != null) {
                    put(key, newValue);
                    return newValue;
                }
            }
    
            return v;
        }
    
       // 当 key 对应的 value 存在时，使用给定的函数计算得出 newValue，
       // 当 newValue 不为 null 时将 key-newValue 存入 Map；否则移除 key
        default V computeIfPresent(K key,
                BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
            Objects.requireNonNull(remappingFunction);
            V oldValue;
            if ((oldValue = get(key)) != null) {
                V newValue = remappingFunction.apply(key, oldValue);
                if (newValue != null) {
                    put(key, newValue);
                    return newValue;
                } else {
                    remove(key);
                    return null;
                }
            } else {
                return null;
            }
        }
       
    
       // 根据 key 和其对应的 oldValue，使用给定的函数计算出 newValue
        // 若 newValue 为 null
       //   若 oldValue 不为空或 key 存在，则删除 key-oldValue
       //   否则无操作
       // 若 newValue 不为 null，用 newValue 替换 oldValue
        default V compute(K key,
                BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
            Objects.requireNonNull(remappingFunction);
            V oldValue = get(key);
    
            V newValue = remappingFunction.apply(key, oldValue);
            if (newValue == null) {
                // delete mapping
                if (oldValue != null || containsKey(key)) {
                    // something to remove
                    remove(key);
                    return null;
                } else {
                    // nothing to do. Leave things as they were.
                    return null;
                }
            } else {
                // add or replace old mapping
                put(key, newValue);
                return newValue;
            }
        }
    
       //当map中不存在指定的key时，便将传入的value设置为key的值，当key存在值时，执行一个方法该方法 
       //接收key的旧值和传入的value，执行自定义的方法返回最终结果设置为key的值。
        default V merge(K key, V value,
                BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
            Objects.requireNonNull(remappingFunction);
            Objects.requireNonNull(value);
            V oldValue = get(key);
            V newValue = (oldValue == null) ? value :
                       remappingFunction.apply(oldValue, value);
            if(newValue == null) {
                remove(key);
            } else {
                put(key, newValue);
            }
            return newValue;
        }

## 小结： ##

1.  jdk1.8对于许多常用的类都扩展了一些面向函数，lambda表达式，方法引用的功能，使得java面向函数编程更为方便。
2.  map接口按照key-value的键值对形式进行存储。
3.  Entry接口是定义在Map接口内，其实Entry真正就是键-值结构的存储，用来存储map的元数据的。

围绕Map接口，后面会讲解HashMap，LinkHashMap，Hashtable，TreeMap等实现类的源码及原理。