HashMap源码学习
HashMap源码学习
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基本的元素
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 初始数组容量为16 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //最大容量 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //加载因子，扩容的时候用，不是满了才扩容 static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; //链表个数大于等于8就变为红黑树 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; //小于6红黑树变成单向链表 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; //变为红黑树的另一个条件，数组容量应当大于64,小于时就是对数组扩容 transient Node<K,V>[] table; //一维数组，是HashMap最基本的存储方式 transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet; //调用entrySet()方法时返回的实例 transient int size;//大小 public HashMap() {//无参构造方法 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted } } -
node类（存储的键值对）
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {//键值对以node的形式存储 final int hash; //保存该节点的hash值 final K key; //键 V value;//值 Node<K,V> next;//链表指向的下一个节点 public final K getKey() { return key; } public final V getValue() { return value; } public final int hashCode() { return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value); } public final boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (o instanceof Map.Entry) { Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o; if (Objects.equals(key, e.getKey()) && Objects.equals(value, e.getValue())) return true; } return false; } } -
获取key的hash值
static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);//用key的hashcode值异或上其本身高16位置，为了让高16位也能参与运算，影响到低十六位 } -
put方法
public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true);//获取key的hash } final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {//这里的hash是key的hash Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // table为空的话先初始化 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//哈希算法转换为数组下标，(n - 1) & hash确定index tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//在数组中没有值，键值对封装为Node，直接插入 else { //有节点，if语句中赋值为p Node<K,V> e; K k; if (p.hash == hash && //p是数组中应当放置的地方的那个节点 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) //若结构为红黑树，为树节点，调用树的插入方法 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { //从链表中找 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null);//到末尾直接插入末尾 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash);//大于阈值，变为红黑树 break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//也可用equals判断是否相等 break; p = e;//找到了相同的key,赋值给e,后面替换 } } if (e != null) { // existing mapping for key 找到相同的key,将其替换 V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold)//超过load factor * current capcity就扩容，这说明是计算所存的所有值，而不是只算在数组中的值 resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; } -
resize()扩充数组
//大致意思就是说，当超过限制的时候会resize，然而又因为我们使用的是2次幂的扩展(指长度扩为原来2倍)，所以，元素的位置要么是在原位置，要么是在原位置再移动2次幂的位置。因此，我们在扩充HashMap的时候，不需要重新计算hash，只需要看看原来的hash值新增的那个bit是1还是0就好了，是0的话索引没变，是1的话索引变成“原索引+oldCap”。 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) {// 超过最大值就不再扩充 threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab; } else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) newThr = oldThr << 1; // double threshold 扩充为原来两倍 } else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold newCap = oldThr; else { // zero initial threshold signifies using defaults newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 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); } threshold = newThr; @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; table = newTab; if (oldTab != null) { for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {//把原来的每个buckets移动到新的之中 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) { //原索引 if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } else { //原索引+oldCap if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null); if (loTail != null) { //原索引放到bucket之中 loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } if (hiTail != null) {//原索引加上原来容量放到bucket之中 hiTail.next = null; newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab; } -
get(Key k)方法
public V get(Object key) { Node<K,V> e; return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; } final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {//传入key的hash值 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k; if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) { if (first.hash == hash && // always check first node ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//直接命中第一个，直接返回 return first; if ((e = first.next) != null) {//未直接命中 if (first instanceof TreeNode) return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);//在树中找 do { if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//在链表中找 return e; } while ((e = e.next) != null); } } return null; } -
总结
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什么时候会使用HashMap？他有什么特点？
是基于Map接口的实现，存储键值对时，它可以接收null的键值，是非同步的，HashMap存储着Entry(hash, key, value, next)对象。 -
你知道HashMap的工作原理吗？
通过hash的方法，通过put和get存储和获取对象。存储对象时，我们将K/V传给put方法时，它调用hashCode计算hash从而得到bucket位置，进一步存储，HashMap会根据当前bucket的占用情况自动调整容量(超过Load Facotr则resize为原来的2倍)。获取对象时，我们将K传给get，它调用hashCode计算hash从而得到bucket位置，并进一步调用equals()方法确定键值对。如果发生碰撞的时候，Hashmap通过链表将产生碰撞冲突的元素组织起来，在Java 8中，如果一个bucket中碰撞冲突的元素超过某个限制(默认是8)，则使用红黑树来替换链表，从而提高速度。 -
你知道get和put的原理吗？equals()和hashCode()的都有什么作用？
通过对key的hashCode()进行hashing，并计算下标( n-1 & hash)，从而获得buckets的位置。如果产生碰撞，则利用key.equals()方法去链表或树中去查找对应的节点 -
你知道hash的实现吗？为什么要这样实现？
在Java 1.8的实现中，是通过hashCode()的高16位异或低16位实现的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)，主要是从速度、功效、质量来考虑的，这么做可以在bucket的n比较小的时候，也能保证考虑到高低bit都参与到hash的计算中，同时不会有太大的开销。 -
如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量，怎么办？
如果超过了负载因子(默认0.75)，则会重新resize一个原来长度两倍的HashMap，并且重新调用hash方法。
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浙公网安备 33010602011771号