Java 中的HashMap

<h3>写在开始之前：</h3>

Java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map，此接口主要有四个常用的实现类，分别是HashMap、Hashtable、LinkedHashMap和TreeMap。

(1) HashMap：它根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。 HashMap最多只允许一条记录的键为null，允许多条记录的值为null。HashMap非线程安全，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。如果需要满足线程安全，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有线程安全的能力，或者使用ConcurrentHashMap。

(2) Hashtable：Hashtable是遗留类，很多映射的常用功能与HashMap类似，不同的是它承自Dictionary类，并且是线程安全的，任一时间只有一个线程能写Hashtable，并发性不如ConcurrentHashMap，因为ConcurrentHashMap引入了分段锁。Hashtable不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap替换，需要线程安全的场合可以用ConcurrentHashMap替换。

(3) LinkedHashMap：LinkedHashMap是HashMap的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。

(4) TreeMap：TreeMap实现SortedMap接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。如果使用排序的映射，建议使用TreeMap。在使用TreeMap时，key必须实现Comparable接口或者在构造TreeMap传入自定义的Comparator，否则会在运行时抛出java.lang.ClassCastException类型的异常。

本文介绍的HashMap主要基于JDK 1.7 喽，JDK 1.8 里对HashMap做了一些优化，比如采用使用红黑树结构、优化扩容算法等在本文不做介绍。

<h3>背景介绍</h3>

在做改版过程中，有个地方是5个并排的按钮，分别跳转到不同的页面。机智如我写下了如下代码来初始化5个按钮（Key是按钮对应资源文件ID，Value是按钮点击事件）：

private HashMap<Integer, View.OnClickListener> resources = new HashMap<>();

结果发现5个按钮的显示顺序与添加顺序不一致。才突然间记起HashMap是不能保证顺序的。那么为什么它不能保证顺序呢？它是如何存储数据的呢？

<h4>简介</h4>

Java 中HashMap是Map的最常用的实现类。HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key\value都可以为null。

<h4>数据存取</h4>

HashMap是基于Hashing的原理，我们一般使用put(key, value)存储对象到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象。

当我们给put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode用于找到Bucket位置来储存Entry对象。

如果存储的时候遇到不同的对象有相同的hashCode呢？
需要注意的是，Bucket是一个LinkedList结构。如果多个元素的Key对象的HasCode相同，则存储于同一个LinkedList。而LinkedList中包含了每个元素的键值信息，所以当取数据遇到Key对应的HashCode相同的情况也可以通过Key值的比较来查找到想要的元素。

此处输入图片的描述

<h4>加载因子</h4>

加载因子是表示Hsah表中元素的填满的程度.加载因子越大,填满的元素越多,空间利用率高了,但冲突的机会加大了。反之,加载因子越小填满的元素越少,好处是冲突的机会减小了,但空间浪费多了。冲突的机会越大,则查找的成本越高.反之,查找的成本越小.因而,查找时间就越小.因此,必须在 "冲突的机会"与"空间利用率"之间寻找一种平衡与折衷. 这种平衡与折衷本质上是数据结构中有名的"时-空"矛盾的平衡与折衷.
默认情况下HashMap是自增的，它的初始长度是16，加载因子是 0.75 。当HashMap中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，通过调用 rehash 方法将容量 <strong> 翻倍 </strong>。

<h4>Android中的HashMap</h4>

因为HashMap内存使用不充足。在内存相对吃紧的移动客户端简直是浪费嘛。
所以Google提供了两个新的数据结构 SparseArray和ArrayMap来供大家使用。但是这两个数据结构由于各自的局限性，并不能完全取代HashMap。SparseArray只能适用于key为int的数据结构。而ArrayMap的问题是在大数据量下性能较低。所以，三者之中具体选用哪个还得看情况而定哦。

说了这么多，那5个按钮到底如何保证顺序呢？
答：使用LinkedHashMap！