JAVA---Set集合底层源码分析

1.Set集合介绍

 

 

 

 

 

 

常用方法，添加，删除和遍历

 Set接口对象不能使用索引获取，他是无序的，没有索引。

set集合无序，所以没有修改和查看某个元素，因为某个位置上是什么元素是不确定，但是可以通过迭代器或增强for遍历所有元素。

 

1.1HashSet

 

 

当他的链表到达一定量的时候，而且满足数组的大小，在某一个范围的时候，他就会把这个链表进行一个树化，变成一棵红黑树

 

 

 

 

 

 

 

 4.执行 putVal()

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.1 为什么要将hashCode值右移16位并且与原来的hashCode值进行^(按位异或)操作？

 

 

 

1.1.2 为什么要将数组的最大索引(n-1)和hash进行&运算？为什么不用hash%n

 

 

 问题一：(n-1)数组的最大索引和hash进行&运算，结果一定<=他俩中的最小值；即 (n-1) & hash的值i，一定是在长度内的，不会越界，且坑位受hash的散列能力影响

n数组的长度一定是2的次幂，才能保证横向散列的能力，让key能够松散的填入tab数组坑中。所以hashmap第一次扩容为16，之后每次扩容为原来的2倍

问题二：按位与&运算性能比%(取模)高

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链表树化（treeifyBin）发生在，链表长度大于8
并且treeifyBin方法内会判断，只有在数组长度大于等于64才会真去树化，否则会先扩容

源码分析（忽略无关代码）

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

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab ; int n, i;
    
    Node<K,V> p(指向链表头节点); 
    
    // table未初始化或者长度为0，进行扩容
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;


    // 确定元素存放在哪个桶中，桶为空，新生成结点放入桶中
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);


    // 桶中已经存在元素 ： p(指向链表头节点)
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        // 比较桶中第一个元素p与要插入元素的key是否相等，key相等则此次put为覆盖操作
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                // 将第一个元素赋值给e，用e来记录
                e = p;


        // key不相等；头节点p为红黑树结点，则此次put为向红黑树中插入节点
        else if (p instanceof TreeNode)
            // 放入树中
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);


        // key不相等；头节点p为链表结点，则此次put为向链表中插入节点（树化发生在此处）
        else {
            // 遍历链表，只在两种情况下才会跳出循环
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
            
            	//第一种：已经遍历到尾部,在最后插入新节点跳出，因节点数量+1 判断是否需要树化
                if ((e = p.next) == null) { 
                
                    // 在尾部插入新结点
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    
                    // 判断是否需要树化
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                        
                    // 跳出循环
                    break;
                }
                
                
                // 第二种：e指向的节点与要插入节点的key相同，此次put为覆盖操作
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    // 相等，跳出循环
                    break;


                // 用于遍历桶中的链表，与前面的e = p.next组合，可以遍历链表
                p = e;
            }
        }


        // 表示在桶中找到相同key值的结点，覆盖旧节点的value
        if (e != null) {
            // 记录e的value
            V oldValue = e.value;
            // onlyIfAbsent为false或者旧值为null
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                //用新值替换旧值
                e.value = value;
            // 访问后回调
            afterNodeAccess(e);
            // 返回旧值
            return oldValue;
        }
        //忽略无关代码
}

重点在这一段代码

			// 遍历链表，只在两种情况下才会跳出循环
			 for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
            
            	//第一种：已经遍历到尾部,在最后插入新节点跳出，因节点数量+1 判断是否需要树化
                if ((e = p.next) == null) { 
                
                    // 在尾部插入新结点
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    
                    // 判断是否需要树化
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                        
                    // 跳出循环
                    break;
                }
                
                
                // 第二种：e指向的节点与要插入节点的key相同，此次put为覆盖操作
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    // 相等，跳出循环
                    break;


                // 用于遍历桶中的链表，与前面的e = p.next组合，可以遍历链表
                p = e;
            }

遍历过程中p从第一个节点遍历到最后一个节点
但由于binCount是从0开始计数，所以在做树化判断时binCount的值等于 链表长度 - 1（注意此时的链表长度没有算新插入的节点）
判断条件为 binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1 => binCount+1(链表长度) >= TREEIFY_THRESHOLD

但此时链表新插入了一个节点

 p.next = newNode(hash, key, value, null);

所以链表树化的那一刻，它的真实长度应该时binCount+1+1 => 链表长度>TREEIFY_THRESHOLD(8)

即：

链表长度大于8时，treeifyBin()方法被调用
（在做树化判断时，链表长度 = binCount+1（从零计数）+1（新插入节点） = bincount +2）
（判断条件： (bincount >= 8-1) => (bincount>=7) => (bincount+2>=9) => (链表长度>=9) 长度是整数 大于等于9也就是大于8）

 

//成功加入集合修改次数加一
        ++modCount;
//每成功放入一个node，元素个数加一，当集合里面的元素个数大于阈值就进行扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }*/

 

 

 

 

//-------------------------------
//----------resize（）------677
/*扩容操作
 final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//1<<4给table默认开辟的空间大小为16
            //newThr临时临界值变量 可以让将来操作量大时有个缓冲，      0.75 * 16
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        //把得到的临时临界值的数据赋给真正的临界值变量threshold
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
        //new了一个临时数组newTab开辟的空间大小为newCap
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        //然后把这个临时数组的赋给了table，然后table也有了对应的空间大小
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
 */

 ------------------------------------