8.Java SDK源码分析系列笔记-JDK1.7 HashMap
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1. 问题
1.1. 手写HashMap
1.1.1. Entry
class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;//链地址法
}
1.1.2. put操作
public V put(K key, V value) {
//计算Hash并计算数组中的下标
int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
//先遍历链表查看是否有相等的key，有替换value
for (Entry<K,V> 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;
}
}
//没有则使用头插法
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
1.1.3. get操作
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
//计算hash值
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
//计算数组下标
//遍历链表中的每个元素判断key相等
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;
}
1.1.4. remove操作
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
//找到相应的链表
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
Entry<K,V> prev = table[i];
Entry<K,V> e = prev;
//遍历链表删除（其实就是链表的删除操作，需要一个prev和一个current）
while (e != null) {
Entry<K,V> next = e.next;
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
modCount++;
size--;
if (prev == e)
table[i] = next;
else
prev.next = next;
e.recordRemoval(this);
return e;
}
prev = e;
e = next;
}
return e;
}
1.2. 为什么构造函数中需要把capacity转成2的power
跟indexFor计算数组下标有关
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
不是计算Hash后对table.length取余，而是与操作。
h: 1001 1001
length: 0001 0000
length-1: 0000 1111
&: 0000 1001
如上&的结果保留的是h的最后4bit。
1.3. 扩容操作
什么时候发生扩容
//当前hashmap中的数量（包括链表中的）已经超过阈值时扩容
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);//两倍的数组长度
}
1.3.1. 扩容的逻辑
参考
并发put的后get发生死循环
1.4. 如何解决Hash冲突的？
链地址法。即数组+链表
1.5. 发生Hash冲突的时候是头插入还是尾插入？
头插入。这样效率是最高的。
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//保存旧的链表头部
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
//创建一个新的entry，并把next指向旧的链表头部。
//新的链表头部指向这个新的entry
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}
1.6. 并发put的后get发生死循环？
1.7的put操作是头插入的。两个线程同时put并且resize的时候会出现环形链表的情况，所以get操作会出现死循环
resize中有个transfer，需要把旧数组中的所有元素转移到新的数组中
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
int newCapacity = newTable.length;
//遍历数组中的每个元素（链表）
for (Entry<K,V> e : table) {
//遍历链表中的每个元素
while(null != e) {
Entry<K,V> next = e.next;
//重新计算hash
if (rehash) {
e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
}
//计算新的下标
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
//头插法
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}
1.6.1. 参考
https://blog.csdn.net/zhuqiuhui/article/details/51849692
1.7. key可以为NULL么
可以。 1.7中为table中的第一个元素。
put操作中判断key为NULL的时候，会调用putForNullKey
private V putForNullKey(V value) {
//在数组第一个元素的链表上遍历，找到key为null的则替换value并返回旧value
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
//没有则插入到数组第一个位置
addEntry(0, null, value, 0);
return null;
}
1.8. ConcurrentModificationException
参考：fail-fast.md
遍历时（get）执行删除操作（remove）会抛出这个异常，这叫做fast-fail机制
这是modCount和expectedCount不相等导致的
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