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为什么阿里巴巴为什么不推荐使用keySet()进行遍历HashMap?

引言


HashMap相信所有学Java的都一定不会感到陌生,作为一个非常重用且非常实用的Java提供的容器,它在我们的代码里面随处可见。因此遍历操作也是我们经常会使用到的。HashMap的遍历方式现如今有非常多种:



  1. 使用迭代器(Iterator)。
  2. 使用 keySet() 获取键的集合,然后通过增强的 for 循环遍历键。
  3. 使用 entrySet() 获取键值对的集合,然后通过增强的 for 循环遍历键值对。
  4. 使用 Java 8+ 的 Lambda 表达式和流。

以上遍历方式的孰优孰劣,在《阿里巴巴开发手册》中写道:


image.png


这里推荐使用的是entrySet进行遍历,在Java8中推荐使用Map.forEach()。给出的理由是遍历次数上的不同。



  1. keySet遍历,需要经过两次遍历。
  2. entrySet遍历,只需要一次遍历。


其中keySet遍历了两次,一次是转为Iterator对象,另一次是从hashMap中取出key所对应的value。



其中后面一段话很好理解,但是前面这句话却有点绕,为什么转换成了Iterator遍历了一次?


我查阅了各个平台对HashMap的遍历,其中都没有或者原封不动的照搬上句话。(当然也可能是我没有查阅到靠谱的文章,欢迎指正)


keySet如何遍历了两次


我们首先写一段代码,使用keySet遍历Map。


public class Test {


public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("k1", "v1");
map.put("k2", "v2");
map.put("k3", "v3");
for (String key : map.keySet()) {
String value = map.get(key);
System.out.println(key + ":" + value);
}
}

}

运行结果显而易见的是


k1:v1
k2:v2
k3:v3

两次遍历,第一次遍历所描述的是转为Iterator对象我们好像没有从代码中看见,我们看到的后面所描述的遍历,也就是遍历map,keySet()所返回的Set集合中的key,然后去HashMap中拿取value的。


Iterator对象呢?如何遍历转换为Iterator对象的呢?


image.png


首先我们这种遍历方式大家都应该知道是叫:增强for循环,for-each


这是一种Java的语法糖~。可以看上篇文章了解~


我们可以通过反编译,或者直接通过Idea在class文件中查看对应的Class文件


image.png
public class Test {
public Test() {
}

public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap();
map.put("k1", "v1");
map.put("k2", "v2");
map.put("k3", "v3");
Iterator var2 = map.keySet().iterator();

while(var2.hasNext()) {
String key = (String)var2.next();
String value = (String)map.get(key);
System.out.println(key + ":" + value);
}

}
}

和我们编写的是存在差异的,其中我们可以看到其中通过map.keySet().iterator()获取到了我们所需要看见的Iterator对象。


那么它又是怎么转换成的呢?为什么需要遍历呢?我们查看iterator()方法


iterator()


image.png

发现是Set定义的一个接口。返回此集合中元素的迭代器


HashMap.KeySet#iterator()


我们查看HashMap中keySet类对该方法的实现。


image.png
image.png
    final class KeySet extends AbstractSet<K> {
public final int size() { return size; }
public final void clear() { HashMap.this.clear(); }
public final Iterator<K> iterator() { return new KeyIterator(); }
public final boolean contains(Object o) { return containsKey(o); }
public final boolean remove(Object key) {
return removeNode(hash(key), key, null, false, true) != null;
}
public final Spliterator<K> spliterator() {
return new KeySpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);
}
public final void forEach(Consumer<? super K> action) {
Node<K,V>[] tab;
if (action == null)
throw new NullPointerException();
if (size > 0 && (tab = table) != null) {
int mc = modCount;
for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {
for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
action.accept(e.key);
}
if (modCount != mc)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}

其中的iterator()方法返回的是一个KeyIterator对象,那么究竟是在哪里进行了遍历呢?我们接着往下看去。


HashMap.KeyIterator


image.png
    final class KeyIterator extends HashIterator
implements Iterator<K> {
public final K next() { return nextNode().key; }
}

这个类也很简单:



  1. 继承了HashIterator类。
  2. 实现了Iterator接口。
  3. 一个next()方法。

还是没有看见哪里进行了遍历,那么我们继续查看HashIterator


HashMap.HashIterator


image.png
    abstract class HashIterator {
Node<K,V> next; // next entry to return
Node<K,V> current; // current entry
int expectedModCount; // for fast-fail
int index; // current slot

HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
Node<K,V>[] t = table;
current = next = null;
index = 0;
if (t != null && size > 0) { // advance to first entry
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
}

public final boolean hasNext() {
return next != null;
}

final Node<K,V> nextNode() {
Node<K,V>[] t;
Node<K,V> e = next;
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
return e;
}

public final void remove() {
Node<K,V> p = current;
if (p == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
current = null;
K key = p.key;
removeNode(hash(key), key, null, false, false);
expectedModCount = modCount;
}
}

我们可以发现这个构造器中存在了一个do-while循环操作,目的是找到一个第一个不为空的entry


        HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
Node<K,V>[] t = table;
current = next = null;
index = 0;
if (t != null && size > 0) { // advance to first entry
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
}

KeyIterator是extendHashIterator对象的。这里涉及到了继承的相关概念,大家忘记的可以找相关的文章看看,或者我也可以写一篇~~dog。


例如两个类


public class Father {

public Father(){
System.out.println("father");
}
}

public class Son extends Father{

public static void main(String[] args) {
Son son = new Son();
}
}

创建Son对象的同时,会执行Father构造器。也就会打印出father这句话。


那么这个循环操作就是我们要找的循环操作了。


总结



  1. 使用keySet遍历,其实内部是使用了对应的iterator()方法。
  2. iterator()方法是创建了一个KeyIterator对象。
  3. KeyIterator对象extendHashIterator对象。
  4. HashIterator对象的构造方法中,会遍历找到第一个不为空的entry


keySet->iterator()->KeyIterator->HashIterator



大家想更清楚了解这个entry是什么?可以看我的HashMap文章~。文章如果存在错误,欢迎大家评论区指正~~


image.png


作者:以范特西之名
来源:juejin.cn/post/7295353579002396726

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