Java集合-HashMap

目录

一、概要

二、使用 (常用方法、构造方法、遍历方式)

三、底层机制及源码剖析 （扩容机制、put源码）

 

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一、概要

HashMap 是 Map接口的一个实现类，它的使用频率是这些实现类中最高的。

1. HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。

2. 它的key、value都可以为null，但是key不能重复。

3. 此外，HashMap中的映射不是有序的，因为底层是以 hash表的方式来存储的（jdk8的 HashMap底层：数组+链表+红黑树）

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二、使用

1. 常用方法：

   与Map接口的一样。

   

   put方法：当 put 两个键相同的 k-v 的时候，后面 put 的 value 会覆盖掉前面的v alue

   public V put(K key, V value) {
   return putVal(hash(key), key, value, false, true);
   }

2. 四个构造方法：

   （1）HashMap（int initialCapacity, float loadFactor）：int 类型为自己设置的初始化容量，float 类型为自己设置的加载因子。

   （2）HashMap（int initialCapacity）：其实调用的也是第一个构造器，第二个参数是默认加载因子0.75。

   public HashMap(int initialCapacity) {
   this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
   }

   （3）HashMap（）：无参构造器，里面初始化加载因子，第一次 put 才会扩容到16.

   public HashMap() {
   this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
   }

   （4）HashMap（Map<? extends K, ? extends V> m）：包含“子Map”的构造函数

3. 遍历方式：实现了Map接口，使用Map接口遍历的方式来遍历
   获取集合（keySet，entrySet，values），然后遍历（迭代器，增强for循环）
   注意转型
   

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三、底层机制及源码剖析

1. 扩容机制：
   和 HashSet的完全一样，因为 HashSet 底层就是 HashMap。
   参考文章：Java-HashMap工作原理及实现
   链接：Java-HashSet
   结论：
   
   6）Java8中，若一条链表的元素已经至少有8个（即插入第 9个时），会进入treeifyBin方法（进行树化的方法），里面再判断table表的大小，若小于64，则继续使用resize方法对table表进行扩容，若大于或等于64，才进行树化。

2. put() 源码：

   public V put(K key, V value) {
   return putVal(hash(key), key, value, false, true);
   }

   

   putVal() 源码：
   参考文章（针对语句：if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))）：http://bbs.itheima.com/thread-218310-1-1.html

   final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
   boolean evict) {
   Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //定义了辅助变量
   //table 就是 HashMap 的一个数组， 类型是 Node[]
   //进入👇的if：当前 table 是 null，或者其大小=0
   //就是第一次扩容，空间为16
   if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
   n = (tab = resize()).length;
   //进入👇的if：p为null（表示该索引的table表处还没有存放过元素）
   //i = (n - 1) & hash]：根据key，得到hash 去计算该key应该存放到table表的哪个索引位置
   //p = tab[i = (n - 1) & hash])：并把这个位置的对象，赋给 p
   if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
   tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
   //进入👇的else：p不为空（即tab[i]不为null）
   else {
   Node<K,V> e; K k;
   //进入👇的if：p不为空；当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的 key 的 hash值一样
   //（判断头结点）
   //（&&）并且满足以下两个条件之一，就不进行插入
   //（||）（1）准备加入的 key 和 p 指向的 Node 结点的 key 是同一个对象
   //（||）（2）p 指向的 Node 结点的 key 的equals（） 和准备加入的key比较后相同
   if (p.hash == hash &&
   ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
   e = p;
   //进入👇的else if ：p不为空；p 是一棵红黑树结点
   //调用 putTreeVal方法 ，来进行添加
   else if (p instanceof TreeNode)
   e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
   //进入👇的else：p不为空；如果table对应索引位置，已经是一条链表
   else {
   for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
   if ((e = p.next) == null) {//头结点的 next为空，直接插入
   p.next = newNode(hash, key, value, null);
   //每次成功在一条链表上插入后，会判断该链表是否至少有了 8 个结点
   //若是，则进入 treeifyBin方法中判断是否需要进行树化：
   // if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
   // resize(); //【MIN_TREEIFY_CAPACITY 为64】
   //由上面代码可知，若 table表长度小于 64，则会调用resize方法继续对table表进行扩容；
   //若大于64，则进行树化。转换成TreeNode，然后每次插入会进入 27 行代码的else if中。
   if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
   //TREEIFY_THRESHOLD：8
   treeifyBin(tab, hash);
   break;
   }
   if (e.hash == hash &&
   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
   break;
   p = e;
   }
   }
   //进入👇的if：插入失败
   //覆盖掉该结点的 value
   if (e != null) { // existing mapping for key
   V oldValue = e.value;
   //进入👇的if：
   //* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
   //onlyIfAbsent 在 put 方法里可以看到传入的是false，所以这里的 !onlyIfAbsent 为 true
   if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
   e.value = value;
   afterNodeAccess(e);
   return oldValue;
   }
   }
   ++modCount;
   //这里的 size 是：每加入一个结点 Node （k,v,h,next），size++
   if (++size > threshold)
   resize();
   afterNodeInsertion(evict);
   return null;
   }