<>Android性能优化之HashMap,ArrayMap和SparseArray

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Android开发者都知道Lint在我们使用HashMap的时候会给出警告——使用SparseArray会优化内存。这可是一件好事情。那现在我们有几个类要学习去使用。比如:ArrayMap和SimpleArrayMap，当然还有各种类型的SparseArray。这篇文章将讲解这些类及它们的原理。
先从如何使用它们开始吧。

 1 　　java.util.HashMap hashMap = new java.util.HashMap(16);
 2     hashMap.put("key", "value"); 
 3     hashMap.get("key"); 
 4     hashMap.entrySet().iterator(); 
 5     
 6     android.util.ArrayMap arrayMap = new android.util.ArrayMap(16);
 7     arrayMap.put("key", "value"); 
 8     arrayMap.get("key"); 
 9     arrayMap.entrySet().iterator(); 
10     
11     android.support.v4.util.ArrayMap supportArrayMap = new android.support.v4.util.ArrayMap(16); 
12     supportArrayMap.put("key", "value"); 
13     supportArrayMap.get("key"); 
14     supportArrayMap.entrySet().iterator(); 
15     
16     android.support.v4.util.SimpleArrayMap simpleArrayMap = new android.support.v4.util.SimpleArrayMap(16); 
17     simpleArrayMap.put("key", "value"); 
18     simpleArrayMap.get("key"); 
19     //simpleArrayMap.entrySet().iterator(); <- will not compile 
20     
21     android.util.SparseArray sparseArray = new android.util.SparseArray(16); 
22     sparseArray.put(10, "value"); 
23     sparseArray.get(10); 
24     
25     android.util.LongSparseArray longSparseArray = new android.util.LongSparseArray(16); 
26     ongSparseArray.put(10L, "value"); 
27     longSparseArray.get(10L); 
28     
29     android.util.SparseLongArray sparseLongArray = new android.util.SparseLongArray(16); 
30     sparseLongArray.put(10, 100L); 
31     sparseLongArray.get(10); 

接下我们一个一个的讨论。java中的集合基本都是基于数组。在我们了解这些替代类之前我们需要理解HashMap是怎么样工作的。

java.util.HashMap

关于HashMap请参照我另一篇博客，此处不再细说：Android版数据结构与算法(四):基于哈希表实现HashMap核心源码彻底分析

 

android.util.ArrayMap

ArrayMap 用了两个数组。在它内部用了Object[] mArray来存储Object,还用了int[] mHashes 来存储hashcode,当存储一对键值对的时候。

• Key/Value会被自动装箱。
• key会存储在mArray[]的下一个可用的位置。
• 而value会存储在mArray[]中key的下一个位置。（key和value在mArray中交叉存储）
• key的哈希值会被计算出来并存储在mHashed[]中。
  当查找一个key的时候：
• 计算key的hashcode。
• 在mHashes[]中对这个hashcode进行二分法查找。也就意味着时间复杂度增加到了O(logN)
• 一旦我们得到了这个哈希值的位置index。我们就知道这个key是在mArray的2index的位置，而value则在2index+1的位置。
  这个ArrayMap还是没能解决自动装箱的问题。当put一对键值对进入的时候，它们只接受Object，但是我们相对于HashMap来说每一次put会少创建一个对象(HashMapEntry)。这是不是值得我们用O(1)的查找复杂度来换呢？对于大多数app应用来说是值得的。

android.support.v4.util.ArrayMap

android.util.ArrayMap只能在api不小于19（Kitkat）的平台才能使用。而Support library则支持在旧平台上提供相同的功能。

android.support.v4.util.SimpleArrayMap

在之前发布的代码片段中你可以看到，这个类没有entrySet()这个支持迭代的方法。如果你查看它的文档，你会发现很java标准集合的方法它都没有。那我们为什么要用它呢。让它失去与其它java容器的相互操作的特性来减小apk的大小。

这样的话， Proguard(代码优化和混沌工具：可能是你代码构建生成的一部分)可以帮你减少大多数没有使用的Collections API代码从而减小你的apk大小。它的内部工作和android.util.ArrayMap是一样的。

 

android.util.SparseArray

和ArrayMap一样，它里面也用了两个数组。一个int[] mKeys和Object[] mValues。从名字都可以看得出来一个用来存储key一个用来保存value的。
当保存一对键值对的时候：

• key（不是它的hashcode）保存在mKeys[]的下一个可用的位置上。所以不会再对key自动装箱了。
• value保存在mValues[]的下一个位置上，value还是要自动装箱的，如果它是基本类型。
  查找的时候：
• 查找key还是用的二分法查找。也就是说它的时间复杂度还是O(logN)
• 知道了key的index，也就可以用key的index来从mValues中检索出value。
  相较于HashMap,我们舍弃了Entry和Object类型的key,放弃了HashCode并依赖于二分法查找。在添加和删除操作的时候有更好的性能开销。
  KitKat以前的版本用android.support.v4.util.SparseArrayCompat   

android.util.LongSparseArray

SparseArray只接受int类型作为key,而LongSparseArray我们就可以用long作为key。实现原理和SparseArray一致。

android.util.SparseIntArray与android.util.SparseLongArray与android.util.SparseBooleanArray

对于key是int类型而value是int 或者long再或者是boolean,我们可以对应使用SparseIntArray,SparseLongArray ,SparseBooleanArray 。它们使用方式是和SparseArray一样的。它的好处是mValues[]是基本类型的数组。也就意味着无论是key还是value都不用装箱。并且相对于HashMap来说我们节约了3个对象的初始化（Entry,Key和Value），但是我们将查看复杂度从O(1)上升到了O(logN)

 

结语

使用SparseArray和ArrayMap肯定会减少对象创建的数目。当集合的的数目多达几百个的时候，性能差异也不会很明显（少于50%）。将ArrayMap和SparseArray迁移到新代码中是很有好处的。并且由于方法签名匹配，所以迁移也很容易。

注意：即使它们听起来像数组(Array)，ArrayMap和SparseArray不能保证保留它们的插入顺序，在迭代的时候应该注意。