java开发过程中的一点小技巧及使用汇总

1、缓存一般最好使用HashMap,LinkHashMap

Hashmap 是一个 最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度。
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不支持线程的同步,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。如果需要同步,可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力.用synchronized修饰操作HashMap的语句块或方法。
 
public static void testHashMap(){ 
Map myMap = new HashMap(); 
init(myMap); 
//HashMap的键可以为null 
myMap.put(null,"ddd"); 
//HashMap的值可以为null 
myMap.put("aaa", null); 
output(myMap); 

Hashtable 与 HashMap类似,不同的是:它不允许记录的键或者值为空;它支持线程的同步,即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢。
 
public static void testHashtable(){ 
    Map myMap = new Hashtable(); 
    init(myMap); 
    //Hashtable的键不能为null 
     //myMap.put(null,"ddd"); 
     //Hashtable的值不能为null 
     //myMap.put("aaa", null); 
     output(myMap); 


TreeMap能够把它保存的记录根据键排序,默认是按升序排序,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,它不允许记录的键或者值为空。

 
public static void testTreeMap(){ 
    Map myMap = new TreeMap(); 
    init(myMap); 
    //TreeMap的键不能为null 
    //myMap.put(null,"ddd"); 
    //TreeMap的值不能为null 
    //myMap.put("aaa", null); 
    output(myMap); 
}


LinkedHashMap,键和值可以为null,可以使插入的顺序,在用Iterator遍历LinkedHashMap时,先得到的记录肯定是先插入的.在遍历的时候会比HashMap慢。也可以是基于访问顺序,其中一个构造器:
 
public LinkedHashMap (int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder);
 initialCapacity   初始容量
 loadFactor    加载因子,一般是 0.75f
 accessOrder   false 基于插入顺序true基于访问顺序(get一个元素后,这个元素被加到最后,使用了LRU 最近最少被使用的调度算法)
如 boolean accessOrder = true; 
      Map m = new LinkedHashMap(20, .80f, accessOrder);
      m.put("1", "my"));
      m.put("2", "map"));
      m.put("3", "test"));
      m.get("1");
      m.get("2");
      Log.d("tag",  m);
     若 accessOrder == true;  输出 {3=test, 1=my, 2=map}
         accessOrder == false;  输出 {1=my, 2=map,3=test}

顾名思义LinkedHashMap是比HashMap多了一个链表的结构。与HashMap相比LinkedHashMap维护的是一个具有双重链表的HashMap,LinkedHashMap支持2中排序一种是插入排序,一种是使用排序,最近使用的会移至尾部例如 M1 M2 M3 M4,使用M3后为 M1 M2 M4 M3了,LinkedHashMap输出时其元素是有顺序的,而HashMap输出时是随机的,如果Map映射比较复杂而又要求高效率的话,最好使用LinkedHashMap,但是多线程访问的话可能会造成不同步,所以要用Collections.synchronizedMap来包装一下,从而实现同步。其实现一般为:
    Map map = Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap( import Java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map; 
public class TestLinkedHashMap {
  public static void main(String args[])
  {
   System.out.println("*************************LinkedHashMap*************");
   Map map = new LinkedHashMap();
   map.put(6, "apple");
   map.put(3, "banana");
   map.put(2,"pear");
   
   for (Iterator it =  map.keySet().iterator();it.hasNext();)
   {
    Object key = it.next();
    System.out.println( key+"="+ map.get(key));
   }
   
   System.out.println("*************************HashMap*************");
   Map map1 = new  HashMap();
   map1.put(6, "apple");
   map1.put(3, "banana");
   map1.put(2,"pear");
   
   for (Iterator it =  map1.keySet().iterator();it.hasNext();)
   {
    Object key = it.next();
    System.out.println( key+"="+ map1.get(key));
   }
  }
}

1. LinkedHashMap概述:
LinkedHashMap是HashMap的一个子类,它保留插入的顺序,如果需要输出的顺序和输入时的相同,那么就选用LinkedHashMap。
   LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。
   LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
   注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问链接的哈希映射,而其中至少一个线程从结构上修改了该映射,则它必须保持外部同步。
 
根据链表中元素的顺序可以分为:按插入顺序的链表,和按访问顺序(调用get方法)的链表。  
默认是按插入顺序排序,如果指定按访问顺序排序,那么调用get方法后,会将这次访问的元素移至链表尾部,不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。  可以重写removeEldestEntry方法返回true值指定插入元素时移除最老的元素。 
 
2. LinkedHashMap的实现:
   对于LinkedHashMap而言,它继承与HashMap、底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似,它通过重写父类相关的方法,来实现自己的链接列表特性。下面我们来分析LinkedHashMap的源代码:
类结构:
public class LinkedHashMap extends HashMap implements Map    
 
 1) 成员变量:
   LinkedHashMap采用的hash算法和HashMap相同,但是它重新定义了数组中保存的元素Entry,该Entry除了保存当前对象的引用外,还保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用,从而在哈希表的基础上又构成了双向链接列表。看源代码:
 
//true表示按照访问顺序迭代,false时表示按照插入顺序  
 private final boolean accessOrder;  
/** 
 * 双向链表的表头元素。 
 */  
private transient Entry header;  
  
/** 
 * LinkedHashMap的Entry元素。 
 * 继承HashMap的Entry元素,又保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用。 
 */  
private static class Entry extends HashMap.Entry {  
    Entry before, after;  
    ……  
}  
HashMap.Entry:
static class Entry implements Map.Entry {  
        final K key;  
        V value;  
        Entry next;  
        final int hash;  
  
        Entry(int h, K k, V v, Entry n) {  
            value = v;  
            next = n;  
            key = k;  
            hash = h;  
        }  
}  
  
    2) 初始化:
   通过源代码可以看出,在LinkedHashMap的构造方法中,实际调用了父类HashMap的相关构造方法来构造一个底层存放的table数组。如:
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    super(initialCapacity, loadFactor);  
    accessOrder = false;  
}  
    HashMap中的相关构造方法:
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    if (initialCapacity < 0)  
        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +  
                                           initialCapacity);  
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)  
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;  
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))  
        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +  
                                           loadFactor);  
  
    // Find a power of 2 >= initialCapacity  
    int capacity = 1;  
    while (capacity < initialCapacity)  
        capacity <<= 1;  
  
    this.loadFactor = loadFactor;  
    threshold = (int)(capacity * loadFactor);  
    table = new Entry[capacity];  
    init();  
}  
    我们已经知道LinkedHashMap的Entry元素继承HashMap的Entry,提供了双向链表的功能。在上述HashMap的构造器中,最后会调用init()方法,进行相关的初始化,这个方法在HashMap的实现中并无意义,只是提供给子类实现相关的初始化调用。
   LinkedHashMap重写了init()方法,在调用父类的构造方法完成构造后,进一步实现了对其元素Entry的初始化操作。
void init() {  
    header = new Entry(-1, null, null, null);  
    header.before = header.after = header;  
}  
    3) 存储:
   LinkedHashMap并未重写父类HashMap的put方法,而是重写了父类HashMap的put方法调用的子方法void recordAccess(HashMap m)   ,void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) 和void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex),提供了自己特有的双向链接列表的实现。
HashMap.put:
 
public V put(K key, V value) {  
        if (key == null)  
            return putForNullKey(value);  
        int hash = hash(key.hashCode());  
        int i = indexFor(hash, table.length);  
        for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
            Object k;  
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
                V oldValue = e.value;  
                e.value = value;  
                e.recordAccess(this);  
                return oldValue;  
            }  
        }  
  
        modCount++;  
        addEntry(hash, key, value, i);  
        return null;  
    }  
 重写方法:
void recordAccess(HashMap m) {  
            LinkedHashMap lm = (LinkedHashMap)m;  
            if (lm.accessOrder) {  
                lm.modCount++;  
                remove();  
                addBefore(lm.header);  
            }  
        }  
 
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
    // 调用create方法,将新元素以双向链表的的形式加入到映射中。  
    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);  
  
    // 删除最近最少使用元素的策略定义  
    Entry eldest = header.after;  
    if (removeEldestEntry(eldest)) {  
        removeEntryForKey(eldest.key);  
    } else {  
        if (size >= threshold)  
            resize(2 * table.length);  
    }  
}  
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
    HashMap.Entry old = table[bucketIndex];  
    Entry e = new Entry(hash, key, value, old);  
    table[bucketIndex] = e;  
    // 调用元素的addBrefore方法,将元素加入到哈希、双向链接列表。  
    e.addBefore(header);  
    size++;  
}  
private void addBefore(Entry existingEntry) {  
    after  = existingEntry;  
    before = existingEntry.before;  
    before.after = this;  
    after.before = this;  
}  
   
4) 读取:
   LinkedHashMap重写了父类HashMap的get方法,实际在调用父类getEntry()方法取得查找的元素后,再判断当排序模式accessOrder为true时,记录访问顺序,将最新访问的元素添加到双向链表的表头,并从原来的位置删除。由于的链表的增加、删除操作是常量级的,故并不会带来性能的损失。
HashMap.containsValue:
public boolean containsValue(Object value) {  
    if (value == null)  
            return containsNullValue();  
  
    Entry[] tab = table;  
        for (int i = 0; i < tab.length ; i++)  
            for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)  
                if (value.equals(e.value))  
                    return true;  
    return false;  
    }  
 
 /*查找Map中是否包含给定的value,还是考虑到,LinkedHashMap拥有的双链表,在这里Override是为了提高迭代的效率。 
 */  
public boolean containsValue(Object value) {  
        // Overridden to take advantage of faster iterator  
        if (value==null) {  
            for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after)  
                if (e.value==null)  
                    return true;  
        } else {  
            for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after)  
                if (value.equals(e.value))  
                    return true;  
        }  
        return false;  
    }  
 
 
/*该transfer()是HashMap中的实现:遍历整个表的各个桶位,然后对桶进行遍历得到每一个Entry,重新hash到newTable中, 
 //放在这里是为了和下面LinkedHashMap重写该法的比较, 
 void transfer(Entry[] newTable) { 
        Entry[] src = table; 
        int newCapacity = newTable.length; 
        for (int j = 0; j < src.length; j++) { 
            Entry e = src[j]; 
            if (e != null) { 
                src[j] = null; 
                do { 
                    Entry next = e.next; 
                    int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 
                    e.next = newTable[i]; 
                    newTable[i] = e; 
                    e = next; 
                } while (e != null); 
            } 
        } 
    } 
 */  
  
 /** 
 *transfer()方法是其父类HashMap调用resize()的时候调用的方法,它的作用是表扩容后,把旧表中的key重新hash到新的表中。 
 *这里从写了父类HashMap中的该方法,是因为考虑到,LinkedHashMap拥有的双链表,在这里Override是为了提高迭代的效率。 
 */  
 void transfer(HashMap.Entry[] newTable) {  
   int newCapacity = newTable.length;  
   for (Entry e = header.after; e != header; e = e.after) {  
     int index = indexFor(e.hash, newCapacity);  
     e.next = newTable[index];  
     newTable[index] = e;  
   }  
 }  
 
public V get(Object key) {  
    // 调用父类HashMap的getEntry()方法,取得要查找的元素。  
    Entry e = (Entry)getEntry(key);  
    if (e == null)  
        return null;  
    // 记录访问顺序。  
    e.recordAccess(this);  
    return e.value;  
}  
void recordAccess(HashMap m) {  
    LinkedHashMap lm = (LinkedHashMap)m;  
    // 如果定义了LinkedHashMap的迭代顺序为访问顺序,  
    // 则删除以前位置上的元素,并将最新访问的元素添加到链表表头。  
    if (lm.accessOrder) {  
        lm.modCount++;  
        remove();  
        addBefore(lm.header);  
    }  
}  
 
/** 
         * Removes this entry from the linked list. 
         */  
        private void remove() {  
            before.after = after;  
            after.before = before;  
        }  
 
 
/**clear链表,设置header为初始状态*/  
public void clear() {  
 super.clear();  
 header.before = header.after = header;  
}  
 
 
    5) 排序模式:
   LinkedHashMap定义了排序模式accessOrder,该属性为boolean型变量,对于访问顺序,为true;对于插入顺序,则为false。
private final boolean accessOrder;  
 一般情况下,不必指定排序模式,其迭代顺序即为默认为插入顺序。看LinkedHashMap的构造方法,如:
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    super(initialCapacity, loadFactor);  
    accessOrder = false;  
}  
    这些构造方法都会默认指定排序模式为插入顺序。如果你想构造一个LinkedHashMap,并打算按从近期访问最少到近期访问最多的顺序(即访问顺序)来保存元素,那么请使用下面的构造方法构造LinkedHashMap:
public LinkedHashMap(int initialCapacity,  
         float loadFactor,  
                     boolean accessOrder) {  
    super(initialCapacity, loadFactor);  
    this.accessOrder = accessOrder;  
}  
    该哈希映射的迭代顺序就是最后访问其条目的顺序,这种映射很适合构建LRU缓存。LinkedHashMap提供了removeEldestEntry(Map.Entry eldest)方法。该方法可以提供在每次添加新条目时移除最旧条目的实现程序,默认返回false,这样,此映射的行为将类似于正常映射,即永远不能移除最旧的元素。
 
当有新元素加入Map的时候会调用Entry的addEntry方法,会调用removeEldestEntry方法,这里就是实现LRU元素过期机制的地方,默认的情况下removeEldestEntry方法只返回false表示元素永远不过期。
  /** 
    * This override alters behavior of superclass put method. It causes newly 
    * allocated entry to get inserted at the end of the linked list and 
    * removes the eldest entry if appropriate. 
    */  
   void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
       createEntry(hash, key, value, bucketIndex);  
  
       // Remove eldest entry if instructed, else grow capacity if appropriate  
       Entry eldest = header.after;  
       if (removeEldestEntry(eldest)) {  
           removeEntryForKey(eldest.key);  
       } else {  
           if (size >= threshold)   
               resize(2 * table.length);  
       }  
   }  
  
   /** 
    * This override differs from addEntry in that it doesn't resize the 
    * table or remove the eldest entry. 
    */  
   void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
       HashMap.Entry old = table[bucketIndex];  
Entry e = new Entry(hash, key, value, old);  
       table[bucketIndex] = e;  
       e.addBefore(header);  
       size++;  
   }  
  
   protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {  
       return false;  
   }  
此方法通常不以任何方式修改映射,相反允许映射在其返回值的指引下进行自我修改。如果用此映射构建LRU缓存,则非常方便,它允许映射通过删除旧条目来减少内存损耗。
   例如:重写此方法,维持此映射只保存100个条目的稳定状态,在每次添加新条目时删除最旧的条目。
private static final int MAX_ENTRIES = 100;  
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {  
    return size() > MAX_ENTRIES;  
}  
 
 
使用LinkedHashMap构建LRU的Cache
LinkedHashMap的特性:
Linked内部含有一个private transient Entry header;来记录元素插入的顺序或者是元素被访问的顺序。利用这个线性结构的对象,可以帮助记录entry加入的前后顺序或者记录entry被访问的 频率(最少被访问的entry靠前,最近访问的entry靠后)。大致的过程如下:

new LinkedHashMap(10, 0.75, true);
其中前面两个参数就是HashMap构造函数需要的参数,后面的true表明LinkedHashMap按照访问的次序来排序。
按照访问的次序来排序的含义:当调用LinkedHashMap的get(key)或者put(key, value)时,碰巧key在map中被包含,那么LinkedHashMap会将key对象的entry放在线性结构的最后。
按照插入顺序来排序的含义:调用get(key), 或者put(key, value)并不会对线性结构产生任何的影响。

正是因为LinkedHashMap提供按照访问的次序来排序的功能,所以它才需要改写HashMap的get(key)方法(HashMap不需要排序)和HashMap.Entry的recordAccess(HashMap)方法
public Object get(Object key) {
        Entry e = (Entry)getEntry(key);
        if (e == null)
            return null;
        e.recordAccess(this); 
        return e.value;
    }

void recordAccess(HashMap m) {
            LinkedHashMap lm = (LinkedHashMap)m;
            if (lm.accessOrder) {
                lm.modCount++;
                remove();
                addBefore(lm.header);
            }
        }
注 意addBefore(lm.header)是将该entry放在header线性表的最后。(参考LinkedHashMap.Entry extends HashMap.Entry 比起HashMap.Entry多了before, after两个域,是双向的)

至于put(key, value)方法, LinkedHashMap不需要去改写,用HashMap的就可以了,因为HashMap在其put(key, value)方法里边已经预留了e.recordAccess(this);

还有一个方法值得关注:
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
        return false;
    }
当 调用put(key, value)的时候,HashMap判断是否要自动增加map的size的作法是判断是否超过threshold, LinkedHashMap则进行了扩展,如果removeEldestEntry方法return false;(默认的实现),那么LinkedHashMap跟HashMap处理扩容的方式一致;如果removeEldestEntry返回 true,那么LinkedHashMap会自动删掉最不常用的那个entry(也就是header线性表最前面的那个)。
这会造成严重的性能问题吗?答案当然是否定的。因为在这儿的链表操作是常量级的。这也是LinkedHashMap/Set在这儿比TreeMap/Set性能更高的原因。
同样,LinkedHashMap/Set也不是thread-safe的。如果在多线程下访问,是需要进行外部同步,或者使用Collections.synchronizedMap()的方法包装成一个thread-safe的Map/Set。
特别需要注意的是,在使用“访问顺序”时,读取节点操作也是“结构变化”的操作。因为,这会改变元素遍历的顺序。所以,在使用 LinkedHashMap的iterator()方法,遍历元素时,如果其它线程有读取操作,也要进行同步。否则,也会抛出同其它fail-fast一 样的由于删除或增加操作而引起的CurrentModificationException的例外。 
最后,LinkedHashMap缺省是使用插入顺序的,如何构造一个访问顺序的LinkedHashMap呢?很简单: public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) accessOrder = true 即可。
 
回来补充一个利用LinkedHashMap来实现LRU的Cache类,看了上面的特性,实现起来实在太简单了!
 
package lru;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

/**
 *
 *

Test


 *

Description:


 *

Company:Cisco CAS


 *

Department:CAS


 *@Author: Tommy Zhou
 *@Since: 1.0
 *@Version:Date:2011-5-13
 *
 **/

public class LRUCache extends LinkedHashMap{
    private LinkedHashMap  cache =null ;
    private int cacheSize = 0;
       
    public LRUCache(int cacheSize){
        this.cacheSize = cacheSize;
        int hashTableCapacity = (int) Math.ceil (cacheSize / 0.75f) + 1;
        cache = new LinkedHashMap(hashTableCapacity, 0.75f,true)
        {
            // (an anonymous inner class)
            private static final long serialVersionUID = 1;

            @Override
            protected boolean removeEldestEntry (Map.Entry eldest)
            {
                System.out.println("size="+size());
                return size () > LRUCache.this.cacheSize;
            }
        };
    }
   
    public V put(K key,V value){
        return cache.put(key, value);
    }

    public V get(Object key){
        return cache.get(key);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        LRUCache lruCache = new LRUCache(5);
        lruCache.put("1", "1");
        lruCache.put("2", "2");
        lruCache.put("3", "3");
        lruCache.put("4", "4");
        
        System.out.println(lruCache.get("2"));
        lruCache.get("2");
        lruCache.put("6", "6");
        lruCache.put("5", "5");
        System.out.println(lruCache.get("1"));
        
        
        
        
    }

}
基于LinkedHashMap实现LRU缓存调度算法原理及应用
LinkedHashMap已经为我们自己实现LRU算法提供了便利。 
LinkedHashMap继承了HashMap底层是通过Hash表+单向链表实现Hash算法,内部自己维护了一套元素访问顺序的列表。 
Java代码  
/** 
  * The head of the doubly linked list. 
  */  
 private transient Entry header;  
 .....  
/** 
  * LinkedHashMap entry. 
  */  
 private static class Entry extends HashMap.Entry {  
     // These fields comprise the doubly linked list used for iteration.  
     Entry before, after;  


HashMap构造函数中回调了子类的init方法实现对元素初始化 
Java代码  
void init() {  
    header = new Entry(-1, null, null, null);  
    header.before = header.after = header;  
}  


LinkedHashMap中有一个属性可以执行列表元素的排序算法 
Java代码  
/** 
  * The iteration ordering method for this linked hash map: true 
  * for access-order, false for insertion-order. 
  * 
  * @serial 
  */  
 private final boolean accessOrder;  


注释已经写的很明白,accessOrder为true使用访问顺序排序,false使用插入顺序排序那么在哪里可以设置这个值。 
Java代码  
/** 
  * Constructs an empty LinkedHashMap instance with the 
  * specified initial capacity, load factor and ordering mode. 
  * 
  * @param  initialCapacity the initial capacity. 
  * @param  loadFactor      the load factor. 
  * @param  accessOrder     the ordering mode - true for 
  *         access-order, false for insertion-order. 
  * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative 
  *         or the load factor is nonpositive. 
  */  
 public LinkedHashMap(int initialCapacity,  
 float loadFactor,  
                      boolean accessOrder) {  
     super(initialCapacity, loadFactor);  
     this.accessOrder = accessOrder;  
 }  

那么我们就行有访问顺序排序方式实现LRU,那么哪里LinkedHashMap是如何实现LRU的呢? 
Java代码  
   //LinkedHashMap方法  
   public V get(Object key) {  
       Entry e = (Entry)getEntry(key);  
       if (e == null)  
           return null;  
       e.recordAccess(this);  
       return e.value;  
   }  
   //HashMap方法  
   public V put(K key, V value) {  
if (key == null)  
    return putForNullKey(value);  
       int hash = hash(key.hashCode());  
       int i = indexFor(hash, table.length);  
       for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
           Object k;  
           if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
               V oldValue = e.value;  
               e.value = value;  
               e.recordAccess(this);  
               return oldValue;  
           }  
       }  
  
       modCount++;  
       addEntry(hash, key, value, i);  
       return null;  
   }  


当调用get或者put方法的时候,如果K-V已经存在,会回调Entry.recordAccess()方法 
我们再看一下LinkedHashMap的Entry实现 
Java代码  
/** 
  * This method is invoked by the superclass whenever the value 
  * of a pre-existing entry is read by Map.get or modified by Map.set. 
  * If the enclosing Map is access-ordered, it moves the entry 
  * to the end of the list; otherwise, it does nothing.  
  */  
 void recordAccess(HashMap m) {  
     LinkedHashMap lm = (LinkedHashMap)m;  
     if (lm.accessOrder) {  
         lm.modCount++;  
         remove();  
         addBefore(lm.header);  
     }  
 }  
  
 /** 
  * Remove this entry from the linked list. 
  */  
 private void remove() {  
     before.after = after;  
     after.before = before;  
 }  
  
 /**                                              
  * Insert this entry before the specified existing entry in the list. 
  */  
 private void addBefore(Entry existingEntry) {  
     after  = existingEntry;  
     before = existingEntry.before;  
     before.after = this;  
     after.before = this;  
 }  

recordAccess方法会accessOrder为true会先调用remove清楚的当前首尾元素的指向关系,之后调用addBefore方法,将当前元素加入header之前。 

当有新元素加入Map的时候会调用Entry的addEntry方法,会调用removeEldestEntry方法,这里就是实现LRU元素过期机制的地方,默认的情况下removeEldestEntry方法只返回false表示元素永远不过期。 
Java代码  
  /** 
    * This override alters behavior of superclass put method. It causes newly 
    * allocated entry to get inserted at the end of the linked list and 
    * removes the eldest entry if appropriate. 
    */  
   void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
       createEntry(hash, key, value, bucketIndex);  
  
       // Remove eldest entry if instructed, else grow capacity if appropriate  
       Entry eldest = header.after;  
       if (removeEldestEntry(eldest)) {  
           removeEntryForKey(eldest.key);  
       } else {  
           if (size >= threshold)   
               resize(2 * table.length);  
       }  
   }  
  
   /** 
    * This override differs from addEntry in that it doesn't resize the 
    * table or remove the eldest entry. 
    */  
   void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
       HashMap.Entry old = table[bucketIndex];  
Entry e = new Entry(hash, key, value, old);  
       table[bucketIndex] = e;  
       e.addBefore(header);  
       size++;  
   }  
  
   protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {  
       return false;  
   }  


基本的原理已经介绍完了,那基于LinkedHashMap我们看一下是该如何实现呢? 
Java代码  
public static class LRULinkedHashMap extends LinkedHashMap {  
  
        /** serialVersionUID */  
        private static final long serialVersionUID = -5933045562735378538L;  
  
        /** 最大数据存储容量 */  
        private static final int  LRU_MAX_CAPACITY     = 1024;  
  
        /** 存储数据容量  */  
        private int               capacity;  
  
        /** 
         * 默认构造方法 
         */  
        public LRULinkedHashMap() {  
            super();  
        }  
  
        /** 
         * 带参数构造方法 
         * @param initialCapacity   容量 
         * @param loadFactor        装载因子 
         * @param isLRU             是否使用lru算法,true:使用(按方案顺序排序);false:不使用(按存储顺序排序) 
         */  
        public LRULinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean isLRU) {  
            super(initialCapacity, loadFactor, true);  
            capacity = LRU_MAX_CAPACITY;  
        }  
  
        /** 
         * 带参数构造方法 
         * @param initialCapacity   容量 
         * @param loadFactor        装载因子 
         * @param isLRU             是否使用lru算法,true:使用(按方案顺序排序);false:不使用(按存储顺序排序) 
         * @param lruCapacity       lru存储数据容量        
         */  
        public LRULinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean isLRU, int lruCapacity) {  
            super(initialCapacity, loadFactor, true);  
            this.capacity = lruCapacity;  
        }  
  
        /**  
         * @see java.util.LinkedHashMap#removeEldestEntry(java.util.Map.Entry) 
         */  
        @Override  
        protected boolean removeEldestEntry(Entry eldest) {  
            System.out.println(eldest.getKey() + "=" + eldest.getValue());  
              
            if(size() > capacity) {  
                return true;  
            }  
            return false;  
        }  
    }  


测试代码: 
Java代码  
public static void main(String[] args) {  
  
    LinkedHashMap map = new LRULinkedHashMap(16, 0.75f, true);  
    map.put("a", "a"); //a  a  
    map.put("b", "b"); //a  a b  
    map.put("c", "c"); //a  a b c  
    map.put("a", "a"); //   b c a       
    map.put("d", "d"); //b  b c a d  
    map.put("a", "a"); //   b c d a  
    map.put("b", "b"); //   c d a b       
    map.put("f", "f"); //c  c d a b f  
    map.put("g", "g"); //c  c d a b f g  
  
    map.get("d"); //c a b f g d  
    for (Entry entry : map.entrySet()) {  
        System.out.print(entry.getValue() + ", ");  
    }  
    System.out.println();  
  
    map.get("a"); //c b f g d a  
    for (Entry entry : map.entrySet()) {  
        System.out.print(entry.getValue() + ", ");  
    }  
    System.out.println();  
  
    map.get("c"); //b f g d a c  
    for (Entry entry : map.entrySet()) {  
        System.out.print(entry.getValue() + ", ");  
    }  
    System.out.println();  
  
    map.get("b"); //f g d a c b  
    for (Entry entry : map.entrySet()) {  
        System.out.print(entry.getValue() + ", ");  
    }  
    System.out.println();  
  
    map.put("h", "h"); //f  f g d a c b h  
    for (Entry entry : map.entrySet()) {  
        System.out.print(entry.getValue() + ", ");  
    }  
    System.out.println();  

 
 
其实LinkedHashMap几乎和HashMap一样,不同的是它定义了一个Entry header,这个header不是放在Table里,它是额外独立出来的。LinkedHashMap通过继承hashMap中的Entry,并添加两个属性Entry  before,after,和header结合起来组成一个双向链表,来实现按插入顺序或访问顺序排序。

2、JVM 与CPU亲近的代码
多路分支逻辑代码的测试

2015-12-19 郭哲永 悠云闲语

多路分支,在开发中十分常见。做了个测试,对比了几种写法对性能的消耗。
switch模式
if-else模式
反射模式,method存于hashmap
OO模式,对象存于hashmap
OO模式,对象存于数组
作为对比,再放了一个不经判断直接调用的模式

测试代码中,是传入一个int,基于这个int,做多路判断。该int为五位数,形式为XX0YY,即自定交易码模式。XX为大类,YY为具体交易。

第一种模式,switch模式
switch(code){
case X10Y1:
X1Y1();
case X10Y2:
X1Y2();
......
}

第二种模式,if-else模式
if(code == X10Y1){
X10Y1();
}else if(code == X10Y2){
X10Y2();
}
......

第三种模式,反射模式,method存于hashmap
Method method = null;
if(methodMap.containsKey(code)){
method = methodMap.get(code);
}else{
method = this.getClass().getMethod("M"+code);
methodMap.put(code, method);
}
method.invoke(this);

第四种模式,OO模式,对象存于hashmap
提前将各个具体分支转化为对象,基于交易码存于hashmap
OBJ_MAP.put(X10Y1, new TradeHandlerX10Y1());
调用
TradeHandler trdHandler = trdMap.get(code);
trdHandler.exec();

第五种模式,OO模式,对象存于数组
观察到交易码可以拆分为XX和0YY,提前构建二维数组,存储对象
OBJ_ARRAY[XX] = new TradeHandler[2];
OBJ_ARRAY[XX][0YY] = new TradeHandlerX10Y1();
调用
int idx1 = code / 1000;
int idx2 = code % 1000;
TradeHandler trdHandler = OBJ_ARRAY[idx1][idx2];
trdHandler.exec();

结果
switch cost = [4008.333702]ms
if-else cost = [4013.53896]ms
reflect cost = [49526.138794]ms
oo cost = [5299.526924]ms
oo2 cost = [3147.320315]ms----这个性价比比较好
direct cost = [2837.397087]ms

结论

数组形式存储并调用,得到了近似直接调用的结果。这样写,代码拆分得更细,一个方法的长度也可控,也更面向对象,效率也能保障。是一个不错的选择。

switch模式和if-else模式,单就效率而言,并不低。但代码形式上,就有点差距,特别是分支多的情况,可能需要滚屏才能看全。

反射模式预计到慢了,但没想到能慢成这样,整整高了一个数量级。

OO加hash是我以为会比switch和if-else快的,从测试发现,并没有,反而慢。查看bytecode可以发现,指令比switch和if-else模式要复杂,存在对象多次调用,慢的确在所难免。

单纯看这个测试,意义并不是很大,因为只有大量调用才能看出之间的差距。这个例子中,我执行了1000000000L次。


如果if-else用法太多的情况下,这种时候我更喜欢使用MAP+反射的方式来避免使用if-else, 比如需要通过传入参数的值,来判断需要执行的操作,我更偏向选择下面的方式:

Java代码  收藏代码
private static final Map optionsMap; 
 
    static { 
        optionsMap = new HashMap(); 
        optionsMap.put("delete", "doDeleteCat"); 
        optionsMap.put("modify", "doModifyCat"); 
        optionsMap.put("create", "doCreateCat"); 
        optionsMap.put("addCondMap", "doAddCondMap"); 
        optionsMap.put("delCondMap", "doDelCondMap"); 
    } 
 
public void execute(RunData rundata, TemplateContext context) { 
        rundata.getModuleInfo().setLayoutTemplate("emptyLayout.vm"); 
        boolean rs = false; 
        String optionMethod = optionsMap.get(rundata.getParameters().getString("option")); 
        if (StringUtils.isNotBlank(optionMethod)) { 
            try { 
                Method method = this.getClass() 
                        .getMethod(optionMethod, RunData.class); 
                rs = (Boolean) method.invoke(this, rundata); 
            } catch (Throwable e) { 
                this.getLogger().error("invoke method:" + optionMethod + " failure!", e); 
            } 
        } 
        context.put("status", rs ? STATUS_SECCESS : STATUS_FAILURE); 
    } 
    public boolean doCreateCat(RunData rundata) { 
        long parentId = rundata.getParameters().getLong("parent_id", -1L); 
        int nsId = rundata.getParameters().getInt("ns_id", -1); 
        String catName = rundata.getParameters().getString("cat_name", ""); 
        return vtdCategoriesAdminAO.createVtdCategory(nsId, parentId, catName); 
    } 
..... 

在这里,即使以后增加操作也只需要改变MAP不需要对调用代码进行任何修改
3、Get,set多次使用时需定义成变量,量大成多,时间上,对于我们来说,肉再小也是肉,积少成多

当HashMap使用前如果确定好期内既定的数量的话,需new时定义好其内值数量,其内存放的数量依此递增的初始为16…32…64…128…256…

4、StringBuffer与StringBuilder区别,新代码一般建议使用StringBuilder,线程不安全,但速度快,而StringBuffer线程安全,时间上没StringBuilder快。

5、日志的输出,打印针对性的重要信息,不需直接打印对象,否则,对象中的属性等相关会遵循for循环打印内容,易耗时间。

6、代码不允许用stdout这些打印,logback中设置也不能有stdout这些易耗时间的设置

7、Jdk1.6和jdk1.7新特性比较好的,多关注,比如:Queue,Quece这些
8、Thread.sleep(long time)方法时,如果此方法用到某种循环中时不要固定其睡眠时间,而应该以梯度数值作为sleep时间
比如:
逻辑代码实现机制时,当不满足某个条件时,代码走Thread.sleep(time),time数值应该初始为1ms,第二次进入调用该方法时,Thread.sleep(2的(2-1)次方值),依此类推。

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