深入分析IntHashMap

 一、IntHashMap

   1.1 準備

  先從官網下載jar包：javasoft-collection.jar，解壓後將jar包build到Java項目中.

  1.2 IntHashMap類圖

  1.3 IntHashMap流程圖

  

   從上面類圖可以看出IntHashMap和HashMap一樣都是基於Map接口，在Map中最常用的2個方法是put()和get()方法。大家都知道Map是從鍵到值的映射，每個鍵不能出現重複且每個鍵最多隻能映射到一個值。那麼IntHashMap是如何保證鍵的唯一性？可能大家會想IntHashMap的鍵是int類型，使用==來比較，這樣子雖然能保證鍵的唯一。但是隨着元素的增加，每次都進行比較效率會越來越低。什麼樣的數據結構能快速的存儲元素？答案是數組。在HashMap中是通過hash計算出bucketIndex位置找到數組中對應的元素，那麼IntHashMap呢？IntHashMap亦如此，唯一不同的是計算bucketIndex的算法。通過indexFor()方法拿到bucketindex後。它會先去數組中找這個位置上的元素IntEntry<V>是否存在，如果存在的話，再通過key去查找value,然後將新值替換掉舊value。
代碼清單2如下：

/**
   * Returns index for key
   */
  protected int indexFor(int key, int length) {
key += ~(key << 9);
key ^=  (key >>> 14);
key +=  (key << 4);
key ^=  (key >>> 10);
return key & (length-1);
  }

 代碼清單3如下：

int i = indexFor(key, table.length);

for (IntEntry<V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
       if (e.key == key) {
             V oldValue = e.value;
             e.value = value;
             e.recordAccess(this);
             return oldValue;
        }
}

 二、IntHashMap與HashMap比較

   2.1 運行效率比較

  創建一個測試類，分別往IntHashMap和HashMap各插入1萬和5萬條數據來測試它們性能、GC和內存使用

package com.lll.operator;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import ch.javasoft.util.intcoll.IntHashMap;

public class ShiftTest {

    //  IntHashMap<String> map = new IntHashMap<String>();
    HashMap<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>();

    public void add()
    {
        for (int i = 0; i < 10000;i++) {
            for(int j = 0;j<50000;j++)
            {
                if(map.get(j) == null)
                {
                    map.put(j, "小毛驢");
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        long curTime = System.currentTimeMillis();
        ShiftTest shiftTest = new ShiftTest();
        shiftTest.add();
        long curTime2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗時:"+(curTime2-curTime)+"ms");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

   2.2 Visual GC比較

  HashMap:

  IntHashMap:

   2.3 結果分析

10000條數據測試結果：

Map類型	第一次取樣	第二次取樣	第三次取樣	GC
IntHashMap	795ms	815ms	807ms	NO GC
HashMap	866ms	927ms	861ms	11.978ms

 50000條數據測試結果：

Map類型	第一次取樣	第二次取樣	第三次取樣	GC時間
IntHashMap	5166ms	4817ms	4997ms	NO GC
HashMap	4388ms	4430ms	3876ms	40.453ms

    從上面的測試結果可以看出，HashMap會隨着容器大小的變化效率明顯變慢。也許從數據測試結果來看使用IntHashMap在性能上比HashMap並沒有太大優勢甚至效率還要低些，但是從GC上來看明顯IntHashMap更有優勢。那麼是什麼讓他們產生這樣的差異？

   2.4 差異一

  HashMap在插入元素過程中會在堆中產生大量的Integer實例(如下圖－Profiler界面)，參考代碼清單4。而IntHashMap不一樣，它是以int作爲key值類型(見代碼清單5)，能夠減少Integer實例的產生，減少GC負擔。

  Profiler界面

代碼清單4:

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
       final K key;
       V value;
       Entry<K,V> next;
       int hash;

       /**
        * Creates new entry.
        */
       Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
           value = v;
           next = n;
           key = k;
           hash = h;
       }

代碼清單5:

public static class IntEntry<VV> implements IntMap.IntEntry<VV> {
        protected final int key;
        protected VV value;
        protected IntEntry<VV> next;

        /**
         * Create new entry.
         */
        protected IntEntry(int k, VV v, IntEntry<VV> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
        }

   2.5 差異二

 在遍歷時，IntHashMap(代碼清單6)沒有對hash進行比較。

 代碼清單6

public V get(int key) {
        int i = indexFor(key, table.length);
        IntEntry<V> e = table[i];
        while (true) {
            if (e == null)
                return null;
            if (e.key == key)
                return e.value;
            e = e.next;
        }
    }

 HashMap遍歷代碼清單7

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }

作者：小毛驢，一個遊戲人　
夢想：世界和平　　　
原文地址：http://blog.csdn.net/liulongling

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