Android ArrayMap原始碼分析_Android

      分析源碼之前先來介紹一下ArrayMap的儲存結構，ArrayMap資料的儲存不同於HashMap和SparseArray。

　Java提供了HashMap，但是HashMap對於手機端而言，對空間的利用太大，所以Android提供了SparseArray和ArrayMap。二者都是基於二分尋找，所以資料量大的時候，最壞效率會比HashMap慢很多。因此建議數量在千以內比較合適。

 一、SparseArray

　　SparseArray對應的key只能是int類型，它不會對key進行裝箱操作。它使用了兩個數組，一個儲存key，一個儲存value。

　　SparseArray使用二分尋找來找到key對應的插入位置。所以要保證mKeys數組有序。

　　remove的時候不會立刻重新清理刪除掉的資料，而是將對一個的資料標記為DELETE(一個Object對象)。在必要的環節調用gc清理標記為DELETE的空間。

 二、ArrayMap

　　重點介紹一下ArrayMap。

　　首先從ArrayMap的四個數組說起。mHashes，用於儲存key對應的hashCode；mArray，用於儲存索引值對（key，value），其結構為[key1,value1,key2,value2,key3,value3,......]；mBaseCache，緩衝，如果ArrayMap的資料量從4，增加到8，用該數組儲存之前使用的mHashes和mArray，這樣如果資料量再變回4的時候，可以再次使用之前的數組，不需要再次申請空間，這樣節省了一定的時間；mTwiceBaseCache，與mBaseCache對應，不過觸發的條件是資料量從8增長到12。

 　　上面提到的資料量有8增長到12，為什麼不是16？這也算是ArrayMap的一個最佳化的點，它不是每次增長1倍，而是使用了如下方法（mSize+(mSize>>1)），即每次增加1/2。

 　　有了上面的說明，讀懂代碼就容易多了。

　　1、很多地方用到的indexOf

　　　　這裡使用了二分尋找來尋找對應的index

int indexOf(Object key, int hash) {    final int N = mSize;    // Important fast case: if nothing is in here, nothing to look for.    //數組為空白，直接返回    if (N == 0) {      return ~0;    }    //二分尋找，不細說了    int index = ContainerHelpers.binarySearch(mHashes, N, hash);    // If the hash code wasn't found, then we have no entry for this key.    //沒找到hashCode，返回index，一個負數    if (index < 0) {      return index;    }    // If the key at the returned index matches, that's what we want.    //對比key值，相同則返回index    if (key.equals(mArray[index<<1])) {      return index;    }    // Search for a matching key after the index.    //如果返回的index對應的key值，與傳入的key值不等，則可能對應的key在index後面    int end;    for (end = index + 1; end < N && mHashes[end] == hash; end++) {      if (key.equals(mArray[end << 1])) return end;    }    // Search for a matching key before the index.    //接上句，後面沒有，那一定在前面。    for (int i = index - 1; i >= 0 && mHashes[i] == hash; i--) {      if (key.equals(mArray[i << 1])) return i;    }    // Key not found -- return negative value indicating where a    // new entry for this key should go. We use the end of the    // hash chain to reduce the number of array entries that will    // need to be copied when inserting.    //毛都沒找到，那肯定是沒有了，返回個負數    return ~end;  }

 

　　2、看一下put方法

public V put(K key, V value) {    final int hash;    int index;    //key是空，則通過indexOfNull尋找對應的index；如果不為空白，通過indexOf尋找對應的index    if (key == null) {      hash = 0;      index = indexOfNull();    } else {      hash = key.hashCode();      index = indexOf(key, hash);    }        //index大於或等於0，一定是之前put過相同的key，直接替換對應的value。因為mArray中不只儲存了value，還儲存了key。    //其結構為[key1,value1,key2,value2,key3,value3,......]    //所以，需要將index乘2對應key，index乘2再加1對應value    if (index >= 0) {      index = (index<<1) + 1;      final V old = (V)mArray[index];      mArray[index] = value;      return old;    }    //取正數    index = ~index;    //mSize的大小，即已經儲存的資料量與mHashes的長度相同了，需要擴容啦    if (mSize >= mHashes.length) {      //擴容後的大小，有以下幾個檔位，BASE_SIZE（4），BASE_SIZE的2倍（8），mSize+(mSize>>1)（比之前的資料量擴容1/2）      final int n = mSize >= (BASE_SIZE*2) ? (mSize+(mSize>>1))          : (mSize >= BASE_SIZE ? (BASE_SIZE*2) : BASE_SIZE);      if (DEBUG) Log.d(TAG, "put: grow from " + mHashes.length + " to " + n);      final int[] ohashes = mHashes;      final Object[] oarray = mArray;      //擴容方法的實現      allocArrays(n);      //擴容後，需要把原來的資料拷貝到新數組中      if (mHashes.length > 0) {        if (DEBUG) Log.d(TAG, "put: copy 0-" + mSize + " to 0");        System.arraycopy(ohashes, 0, mHashes, 0, ohashes.length);        System.arraycopy(oarray, 0, mArray, 0, oarray.length);      }      //看看被廢棄的數組是否還有利用價值      //如果被廢棄的數組的資料量為4或8，說明可能利用價值，以後用到的時候可以直接用。      //如果被廢棄的資料量太大，扔了算了，要不太占記憶體。如果浪費記憶體了，還費這麼大勁，加了類幹啥。      freeArrays(ohashes, oarray, mSize);    }    //這次put的key對應的hashcode排序沒有排在最後（index沒有指示到數組結尾），因此需要移動index後面的資料    if (index < mSize) {      if (DEBUG) Log.d(TAG, "put: move " + index + "-" + (mSize-index)          + " to " + (index+1));      System.arraycopy(mHashes, index, mHashes, index + 1, mSize - index);      System.arraycopy(mArray, index << 1, mArray, (index + 1) << 1, (mSize - index) << 1);    }    //把資料儲存到數組中。看到了吧，key和value都在mArray中；hashCode放到mHashes    mHashes[index] = hash;    mArray[index<<1] = key;    mArray[(index<<1)+1] = value;    mSize++;    return null;  }

　　　　3、remove方法

　　remove方法在某種條件下，會重新分配記憶體，保證分配給ArrayMap的記憶體在合理區間，減少對記憶體的佔用。但是從這裡也可以看出，Android使用的是用時間換空間的方式。無論從任何角度，頻繁的分配回收記憶體一定會耗費時間的。

　　remove最終使用的是removeAt方法，此處只說明removeAt

 /**   * Remove the key/value mapping at the given index.   * @param index The desired index, must be between 0 and {@link #size()}-1.   * @return Returns the value that was stored at this index.   */  public V removeAt(int index) {    final Object old = mArray[(index << 1) + 1];    //如果資料量小於等於1，說明刪除該元素後，沒有數組為空白，清空兩個數組。    if (mSize <= 1) {      // Now empty.      if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: shrink from " + mHashes.length + " to 0");      //put中已有說明      freeArrays(mHashes, mArray, mSize);      mHashes = EmptyArray.INT;      mArray = EmptyArray.OBJECT;      mSize = 0;    } else {      //如果當初申請的數組最大容納資料個數大於BASE_SIZE的2倍（8），並且現在儲存的資料量只用了申請數量的1/3，      //則需要重新分配空間，已減少對記憶體的佔用      if (mHashes.length > (BASE_SIZE*2) && mSize < mHashes.length/3) {        // Shrunk enough to reduce size of arrays. We don't allow it to        // shrink smaller than (BASE_SIZE*2) to avoid flapping between        // that and BASE_SIZE.        //新數組的大小        final int n = mSize > (BASE_SIZE*2) ? (mSize + (mSize>>1)) : (BASE_SIZE*2);        if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: shrink from " + mHashes.length + " to " + n);        final int[] ohashes = mHashes;        final Object[] oarray = mArray;        allocArrays(n);        mSize--;        //index之前的資料拷貝到新數組中        if (index > 0) {          if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: copy from 0-" + index + " to 0");          System.arraycopy(ohashes, 0, mHashes, 0, index);          System.arraycopy(oarray, 0, mArray, 0, index << 1);        }        //將index之後的資料拷貝到新數組中，和（index>0）的分支結合，就將index位置的資料刪除了        if (index < mSize) {          if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: copy from " + (index+1) + "-" + mSize              + " to " + index);          System.arraycopy(ohashes, index + 1, mHashes, index, mSize - index);          System.arraycopy(oarray, (index + 1) << 1, mArray, index << 1,              (mSize - index) << 1);        }      } else {        mSize--;        //將index後的資料向前移位        if (index < mSize) {          if (DEBUG) Log.d(TAG, "remove: move " + (index+1) + "-" + mSize              + " to " + index);          System.arraycopy(mHashes, index + 1, mHashes, index, mSize - index);          System.arraycopy(mArray, (index + 1) << 1, mArray, index << 1,              (mSize - index) << 1);        }        //移位後最後一個資料清空        mArray[mSize << 1] = null;        mArray[(mSize << 1) + 1] = null;      }    }    return (V)old;  }

　　4、freeArrays

　　　　put中有說明，這裡就不進行概述了，直接上代碼，印證上面的說法。

　　private static void freeArrays(final int[] hashes, final Object[] array, final int size) {    //已經廢棄的數組個數為BASE_SIZE的2倍（8），則用mTwiceBaseCache儲存廢棄的數組；    //如果個數為BASE_SIZE（4），則用mBaseCache儲存廢棄的數組    if (hashes.length == (BASE_SIZE*2)) {      synchronized (ArrayMap.class) {        if (mTwiceBaseCacheSize < CACHE_SIZE) {          //array為剛剛廢棄的數組，mTwiceBaseCache如果有內容，則放入array[0]位置，          //在allocArrays中會從array[0]取出，放回mTwiceBaseCache          array[0] = mTwiceBaseCache;          //array[1]存放hash數組。因為array中每個元素都是Object對象，所以每個元素都可以存放數組          array[1] = hashes;          //清除index為2和之後的資料          for (int i=(size<<1)-1; i>=2; i--) {            array[i] = null;          }          mTwiceBaseCache = array;          mTwiceBaseCacheSize++;          if (DEBUG) Log.d(TAG, "Storing 2x cache " + array              + " now have " + mTwiceBaseCacheSize + " entries");        }      }    } else if (hashes.length == BASE_SIZE) {      synchronized (ArrayMap.class) {        if (mBaseCacheSize < CACHE_SIZE) {          //代碼的注釋可以參考上面，不重複說明了          array[0] = mBaseCache;          array[1] = hashes;          for (int i=(size<<1)-1; i>=2; i--) {            array[i] = null;          }          mBaseCache = array;          mBaseCacheSize++;          if (DEBUG) Log.d(TAG, "Storing 1x cache " + array              + " now have " + mBaseCacheSize + " entries");        }      }    }  }

　　5、allocArrays

　　　　算了，感覺沒啥好說的，看懂了freeArrays，allocArrays自然就理解了。

　　　　總體來說，通過新數組的個數產生3個分支，個數為BASE_SIZE（4），從mBaseCache取之前廢棄的數組；BASE_SIZE的2倍（8），從mTwiceBaseCache取之前廢棄的數組；其他，之前廢棄的數組沒有儲存，因為太耗費記憶體，這種情況下，重新分配記憶體。

　　6、clear和erase

　　　　clear清空數組，如果再向數組中添加元素，需要重新申請空間；erase清除數組中的數組，空間還在。

　　7、get

　　　　主要的邏輯都在indexOf中了，剩下的代碼不需要分析了，看了的都說懂（竊笑）。

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