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HashMap的实现原理部分代码注释jdk8

jdk1.8中HashMap存储形式是数组+链表+红黑树
1. HashMap类中默认使用的负载因子是0.75
2. HashMap类中默认初始化容量是16,如果自己设置应该小于等于1<<30 , 3. 当hash冲突时数据大于8个时采用跟TreeMap一样的树结构存储节点而不是继续使用链表存储
4. hashMap中容量的大小总是2的幂的数,这个可以看到里面有一个函数tableSizeFor(int cap),它用于将用户设置的不是2的幂的容量大小改变为2的幂的数,所以在根据索引求Node []node中的值时,索引的由来分为根据先hash(key)得到hash值再使用n-1&hash得到真实的索引,这等价于hash%n,这么做是为了防止索引越界。
下面截取了Map中的一个内部类Nde,它用于代表Map容器的一个键值对

    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;//key的hash值 可以看到它是final类型的 key也是
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;

        Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        public final K getKey()        { return key; }
        public final V getValue()      { return value; }
        public final String toString() { return key + "=" + value; }

        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

        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;
        }
    }

我们来看看的put方法的内部实现,源码中实际的实现是在putVal方法中,下面是代码片段

 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;//根据实际情况重置数组的大小,如果是第一次初始化就采用默认的容量大小,否则根据情况扩容
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//判断当前的key对应的索引在数组中的值是不是空
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//为空则新添加一个节点
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//判断当前已经存在的key跟我们新添加的key是不是同一个
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)//如果当前存在不同的key跟我们的hash索引冲突,判断节点类型是树节点还是链表节点
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);//如果是树节点则调用另一个方法添加这个冲突的键值
            else {//如果不是树则采用链表的方法解决hash 冲突
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);//如果当前的链表的长度大于等于了TREEIFY_THRESHOLD了就将链表转换为树的结构
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//如果链表中存在key相同的则跳出循环,去更新链表中的值
                        break;
                    p = e;//指针右移取下一个
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;//更新已经存在的key的值
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;//返回此key关联的之前的值
            }
        }
        ++modCount;//记录map结构被修改的次数 ConcurrentModificationException使用到了这个数据
        if (++size > threshold)//当Map键值对的数大于阈值(当前容量*负载因子)时就要重置数组的大小,扩容
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;//是新添加的的键值就不存在key关联的旧值,返回空
    }

由于putVal方法中多个操作不是同步,在map扩容 resize()时会导致节点链表成环从而造成死循环,这会导致线程安全问题 5. hashMap设置为2的N次幂的原因是使得元素尽可能随机分配到每个桶,减少hash冲突和桶空间的浪费


最新评论

  • 当当 (作者)

    2018年10月28日

    (1) 元素数目 > 容量*负载因子;(2) 当元素数目 < MIN_TREEIFY_CAPACITY时,如果有某个桶的元素数 > TREEIFY_THRESHOLD 时map会扩容
    当元素数目 > MIN_TREEIFY_CAPACITY时,如果有某个桶的元素数量 > TREEIFY_THRESHOLD。时map数组中会出现树形结构
    其中MIN_TREEIFY_CAPACITY默认为64 TREEIFY_THRESHOLD默认为8

当当

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