Map基础

作者：Ethan.Yang
博客：https://blog.ethanyang.cn (opens new window)

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Map 是 Java 集合框架中用于存储键值对（key-value）映射关系的接口。每个 key 是唯一的，value 可重复。

一、HashMap

特点：

• Java 最常用的 Map 实现，底层由 数组 + 链表 + 红黑树（JDK 1.8后） 组成。
• key 无序，允许一个 null 键和多个 null 值。
• 线程不安全，适用于单线程场景。

应用场景：

• 快速查找/插入/删除操作。
• 不关心顺序，且单线程场景。

示例代码：

import java.util.HashMap;

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("Java", 1);
        map.put("Python", 2);
        map.put(null, 3); // 允许一个null键

        System.out.println("HashMap内容：" + map);
    }
}

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二、LinkedHashMap

特点：

• 是 HashMap 的子类，底层通过 双向链表 维护插入顺序。
• 迭代输出顺序与插入顺序一致。
• 性能略低于 HashMap，但顺序可控。

应用场景：

• 需要保持 key 的插入顺序。
• 如实现简单的 LRU 缓存。

示例代码：

import java.util.LinkedHashMap;

public class LinkedHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
        map.put("C", 1);
        map.put("A", 2);
        map.put("B", 3);

        System.out.println("插入顺序保留：" + map);
    }
}

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三、TreeMap

特点：

• 基于 红黑树 实现。
• key 自动按 自然顺序（或指定 Comparator） 排序。
• 不允许 null 键。

应用场景：

• 需要对 key 进行排序存储。
• 如：字典、排行榜、范围查询。

示例代码：

import java.util.TreeMap;

public class TreeMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<String, Integer> map = new TreeMap<>();
        map.put("Banana", 2);
        map.put("Apple", 1);
        map.put("Orange", 3);

        System.out.println("自动排序：" + map);
    }
}

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四、ConcurrentHashMap

特点：

• Java 并发包中的线程安全 Map 实现。
• JDK 1.7 基于分段锁（Segment），JDK 1.8 改为 CAS + synchronized + 链表/红黑树。
• 不允许 null 键或 null 值。

应用场景：

• 多线程环境下高性能的 Map 使用场景。
• 如：Web缓存、本地并发上下文等。

示例代码：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
        map.put("Java", 1);
        map.put("Go", 2);

        System.out.println("线程安全的Map：" + map);
    }
}