请使用arraymap代替hashmap

先说结论吧。

在Android上建议使用ArrayMap代替hashmap.

在一般的使用场景下,它可以在不影响读写效率的情况下,节省大约30%的内存空间。

 

就是想加张图,没别的意思。

why?往下看:

首先,我们要明白:

hashmap是Java util包下的类.

ArrayMap是google 在Android平台上作出优化后的类。

很多人可能会觉得对ArrayMap陌生,但是其实不然,在Android 源码中大量地使用了arraymap进行内存中的数据储存和管理。

举个例子 intent 传值:

 

intent传值

乍一看,这里是没有arraymap的,别着急往下看。

 

请使用arraymap代替hashmap_第1张图片

bundle本质就是一个arraymap

 

那为什么Google使用Arraymap代替hashmap呢?我们使用它的时候有什么好处呢?

上结果图:

先是执行速度对比:

 

请使用arraymap代替hashmap_第2张图片

操作大量数据的情况(五万条)

 

少量数据效果对比:

 

请使用arraymap代替hashmap_第3张图片

操作少量数据(500条)

 

看上去好像并没有什么差异,反而在操作大量数据时,hashmap查询会快一些呢。

看看内存占用的对比:

储存大量数据(五万条)的情况:

 

请使用arraymap代替hashmap_第4张图片

arraymap

arraymap占用了约等于 278KB的内存空间。

hashmap呢:

 

请使用arraymap代替hashmap_第5张图片

hashmap储存大量数据

hashmap 占用了380KB.多了36%的内存占用。

 

那么少量数据(500条)的情况呢:

 

请使用arraymap代替hashmap_第6张图片

hashmap少量数据

hashmap 储存500条数据占用了约6.3KB内容。

ArrayMap呢:

 

请使用arraymap代替hashmap_第7张图片

arraymap储存少量数据

arraymap储存500条数据仅占用了约4.7KB内存。

hashmap多占用了34%的内存空间。

来总结一下。也就是说在Android平台上存放数万条数据的情况下。

二者读写速度类似,但是ArrayMap比hashmap减少30%的内存消耗。

这对于经常内存空间紧张。经常OOM的Android应用来说是一个不少的内存开支。

那为什么ArrayMap会比HashMap有这样的效果呢?它又有什么缺点呢?

直接上代码(我手边的Android源码是25.对应jdk的源码应该是1.7)。

首先来看我们的老朋友HashMap的put方法:

 

 

请使用arraymap代替hashmap_第8张图片

put函数

 

put方法的最终会调用putval函数。这是hashmap数据组织和储存的主要逻辑所在:

 

请使用arraymap代替hashmap_第9张图片

putval函数实现

上图中,我们可以看到putVal函数各部分的代码的具体意思。

重点看扩容部分和下标计算部分的算法就可以了:

 

请使用arraymap代替hashmap_第10张图片

下标算法

hashmap的下标算法,是直接计算当前长度与对象的hash进行按位与运算。

 

请使用arraymap代替hashmap_第11张图片

hashmap的扩容机制

hashmap的扩容机制,网上有很多的文章有讲解。就是按照扩容因子,对其数组进行扩容操作。

总之,根据对hashmap的代码分析,我们可以得出结论,hashmap是这样储存数据的:

 

请使用arraymap代替hashmap_第12张图片

hashmap数据储存格式

扩容机制是一直扩大直到interger.MAX.

 

接下来是ArrayMap:

 

首先是put函数

 

请使用arraymap代替hashmap_第13张图片

ArrayMap 的put函数

 

先来看put的注释描述,其实和hashmap是一样的。

这两百行的代码,跳过其他部分,直接看结尾重点部分,我们就能直到他的数据结构样式了。

 

 

请使用arraymap代替hashmap_第14张图片

数据储存部分

 

原来他存放了两个数组。一个存放的是hash,另外一个存放的是真正的数值。并且是按照下标进行对照,并没有用键值对的形式。

翻译成图是这样的:

 

请使用arraymap代替hashmap_第15张图片

ArrayMap数据储存示意

虽然看懂了他的结构,但还是不知道为什么会节省内存啊。

直接进入下标计算和扩容机制部分。

下标计算:

 

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下标计算1

 

请使用arraymap代替hashmap_第17张图片

下标计算2

 

请使用arraymap代替hashmap_第18张图片

下标计算3

我们可以看到arraymap的数组储存是有序的,根据二分法进行定位的。

还有扩容机制,这里是添加时的扩容代码:

 

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添加元素时扩容

删除元素的扩容代码:

 

请使用arraymap代替hashmap_第20张图片

删除元素的扩容代码

看到了。在ArrayMap的元素扩容是时刻变化的。也就是说会随时根据内容动态调整整体的大小。

这也是一种用时间换取内存空间的优化思路。

 

总结一下:

ArrayMap的二分法查找和实时扩容机制,实现了一个有序的HashMap.并且可以在Android平台实现内存的节省。

劣势是在ArrayMap整体集合数据发生改变时,会影响到元素操作的效率。

 

理论上来说,在大数据量的情况下,更频繁的数据条数大幅度变化下,效率会变得更低。

但是在我的实现过程中,发现其速度在数万条数据的情况下,相差无几。

其实一般来说,我们不会在Android移动设备的内存中储存数万条数据,这也是为什么Google在Android的源码中大量使用ArrayMap的原因。

毕竟他只是一个手机,放过它吧。

 

综上所述,请使用arraymap代替hashmap。

over.

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