HashMap底层实现原理

我不是女神ヾ 2021-11-29 15:56 482阅读 0赞

数组中的每个位置被当成一个桶（bucket），capacity就是指的桶的数量（数组的长度），一个桶存放一个链表，所有链表中存放的Entry的数目，就是size(HashMap的元素个数)  
hash冲突:如果两个不同对象的hashCode相同，这种现象称为hash冲突。  
**JDK7**  
HashMap map = new HashMap():  
在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry\[\] table。  
…可能已经执行过多次put…  
map.put(key1,value1):  
首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。  
如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1  
如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据  
的哈希值：  
如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2  
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：  
如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3  
如果equals()返回true:使用value1替换value2。

补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。

**JDK8**  
jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同：  
1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组  
2. jdk 8底层的数组是：Node\[\],而非Entry\[\]  
3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组  
4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。  
　4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）  
　4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。如果仅仅是数组某一位置上的链表结点个数>8,而数组的长度<64，就会对数组的长度进行扩容，即调用resize()方法，原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置，并放进去。

\[面试题\]谈谈你对HashMap中的put/get方法的认识？如果了解再谈谈HashMap的扩容机制？默认容量是多少？什么是加载因子（填充比）？什么是吞吐临界值或（阈值、threshold）？  
put方法 jdk7  
1.先计算key的hash值:hash(key)  
2.根据hash值，与table（Entry类型）数组长度计算出存放在数组的位置:indexFor(hash,table.length)；具体实现:hash&(table.length-1)  
3.判断该数组位置上是否有值（是否为null）如果为null，则添加进去  
4.如果不为null，循环判断该数组位置上的链表中的结点的hash值是否与添加进来的元素的hash值相同，不同则添加进去  
5.如果hash值相同，调用key.equals()方法，如果equals方法返回false，则添加进去  
6.如果equals方法返回true，则用新的value值覆盖掉原来位置上的value  
DEFAULT\_INITIAL\_CAPACITY : HashMap的默认初始容量，16  
DEFAULT\_LOAD\_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75  
threshold：扩容的临界值=容量\*填充因子：16 \* 0.75 => 12  
TREEIFY\_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8  
MIN\_TREEIFY\_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64  
扩容机制：如果HashMap的size大于等于容量乘以加载因子，而且新添加的元素存放在数组的位置上没有其他元素（非空），就进行扩容，table数组的长度扩容为原来的两倍