HashMap底层实现

Myth丶恋晨 2022-05-15 03:24 256阅读 0赞

HashMap发布于jdk1.2，发布HashMap的主要原因在于弥补Hashtable的效率问题，因为Hashtable是同步式实现，所以性能比较差。其实就是优化版Hashtable的非同步实现

与hashtable不同的是，HashMap每次扩容会增加一倍的容量，且扩容前后都是2的幂次方。而Hashtable则是原来的容量\*2+1(初始11 第一次扩容后也就是23)

在jdk1.8之前，HashMap的底层实现是由数组+单向链表实现。在jdk1.8之后，HashMap的实现方式改为了数组+链表+红黑树

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;  
    初始容量16 
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;  
    初始负载因子 0.75f 负载因子的作用是用于衡量该散列表的空间使用程度
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;  
    最大容量
    transient int size;  
    当前真实元素个数
    final float loadFactor;  
    实际元素个数/容量 
    int threshold;  
    当前负载数，当前容量(capacity)*当前的负载数(loadFactor)，结合负载因子的定义公式可知，threshold就是在此loadFactor和capacity对应下允许的最大元素数目，超过这个数目就重新resize，以降低实际的负载因子

(1).调用hashmap的get函数时，首先计算key的hashCode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。

public V get(Object key) {
            Node<K,V> e;
            return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }

(2).调用hashmap的put函数时，首先会检查元素的Key是否为Nul,如果key为null的话，hash值为0，对象存储在数组中索引为0的位置。即table\[0\].

如果key不为Null,则计算元素的哈希值，并根据哈希值找到元素在数组中的对应的位置，然后比较Key的值，如果Key的值相同，则用新的value覆盖旧的value，如果值不相同，则把元素设置为该位置对应链表的头指针，把旧的键值对放在新元素的后面。插入成功后，会判断真实的threshold与size，从而进行是否reSize的操作。

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; Node<K,V> p; int n, i;
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                n = (tab = resize()).length;
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else {
                Node<K,V> e; K k;
                if (p.hash == hash &&
                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    e = p;
                else if (p instanceof TreeNode)
                    e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                else {
                    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);
                            break;
                        }
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            break;
                        p = e;
                    }
                }
                if (e != null) { // existing mapping for key
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;
                }
            }
            ++modCount;
            if (++size > threshold)
                resize();
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
    }