Java1.7全網(wǎng)最深入HashMap源碼解析
存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
內(nèi)部包含了一個(gè) Entry 類型的數(shù)組 table。Entry 存儲(chǔ)著鍵值對(duì)。它包含了四個(gè)字段,從 next 字段我們可以看出 Entry 是一個(gè)鏈表。即數(shù)組中的每個(gè)位置被當(dāng)成一個(gè)桶,一個(gè)桶存放一個(gè)鏈表。HashMap 使用拉鏈法來(lái)解決沖突,同一個(gè)鏈表中存放哈希值和散列桶容量取模運(yùn)算結(jié)果相同的 Entry。
啊啊
transient Entry[] table; //位桶數(shù)組 /** * Entry類實(shí)現(xiàn)了Map.Entry接口 * 即 實(shí)現(xiàn)了getKey()、getValue()、equals(Object o)和hashCode()等方法 **/ static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final K key; // 鍵 V value; // 值 Entry<K,V> next; // next指針 int hash; //hashCode()方法計(jì)算出的hash值 /** * 構(gòu)造方法,創(chuàng)建一個(gè)Entry * 參數(shù):哈希值h,鍵值k,值v、下一個(gè)節(jié)點(diǎn)n */ Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) { value = v; next = n; key = k; hash = h; } // 返回 與 此項(xiàng) 對(duì)應(yīng)的鍵 public final K getKey() { return key; } // 返回 與 此項(xiàng) 對(duì)應(yīng)的值 public final V getValue() { return value; } public final V setValue(V newValue) { V oldValue = value; value = newValue; return oldValue; } /** * equals() * 作用:判斷2個(gè)Entry是否相等,必須key和value都相等,才返回true */ public final boolean equals(Object o) { if (!(o instanceof Map.Entry)) return false; Map.Entry e = (Map.Entry)o; Object k1 = getKey(); Object k2 = e.getKey(); if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) { Object v1 = getValue(); Object v2 = e.getValue(); if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2))) return true; } return false; } /** * hashCode() */ public final int hashCode() { return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue()); } public final String toString() { return getKey() + "=" + getValue(); } /** * 當(dāng)向HashMap中添加元素時(shí),即調(diào)用put(k,v)時(shí), * 對(duì)已經(jīng)在HashMap中k位置進(jìn)行v的覆蓋時(shí),會(huì)調(diào)用此方法 * 此處沒(méi)做任何處理 */ void recordAccess(HashMap<K,V> m) { } /** * 當(dāng)從HashMap中刪除了一個(gè)Entry時(shí),會(huì)調(diào)用該函數(shù) * 此處沒(méi)做任何處理 */ void recordRemoval(HashMap<K,V> m) { } }
屬性成員
// 1. 容量(capacity): HashMap中數(shù)組的長(zhǎng)度 // a. 容量范圍:必須是2的冪 & <最大容量(2的30次方) // b. 初始容量 = 哈希表創(chuàng)建時(shí)的容量 // 默認(rèn)容量 = 16 = 1<<4 = 00001中的1向左移4位 = 10000 = 十進(jìn)制的2^4=16 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量 = 2的30次方(若傳入的容量過(guò)大,將被最大值替換) static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 2. 加載因子(Load factor):HashMap在其容量自動(dòng)增加前可達(dá)到多滿的一種尺度 // a. 加載因子越大、填滿的元素越多 = 空間利用率高、但沖突的機(jī)會(huì)加大、查找效率變低(因?yàn)殒湵碜冮L(zhǎng)了) // b. 加載因子越小、填滿的元素越少 = 空間利用率小、沖突的機(jī)會(huì)減小、查找效率高(鏈表不長(zhǎng)) // 實(shí)際加載因子 final float loadFactor; // 默認(rèn)加載因子 = 0.75 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 3. 擴(kuò)容閾值(threshold):當(dāng)哈希表的大小 ≥ 擴(kuò)容閾值時(shí),就會(huì)擴(kuò)容哈希表(即擴(kuò)充HashMap的容量) // a. 擴(kuò)容 = 對(duì)哈希表進(jìn)行resize操作(即重建內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)),從而哈希表將具有大約兩倍的桶數(shù) // b. 擴(kuò)容閾值 = 容量 x 加載因子 int threshold; //默認(rèn)的threshold值 static final int ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD_DEFAULT = Integer.MAX_VALUE; // 4. 其他 // 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Entry類型 數(shù)組,長(zhǎng)度 = 2的冪 // HashMap的實(shí)現(xiàn)方式 = 拉鏈法,Entry數(shù)組上的每個(gè)元素本質(zhì)上是一個(gè)單向鏈表 transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE; //HashMap內(nèi)部的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是一個(gè)數(shù)組,此處數(shù)組為空,即沒(méi)有初始化之前的狀態(tài) static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {}; // HashMap的大小,即 HashMap中存儲(chǔ)的鍵值對(duì)的數(shù)量 transient int size;
構(gòu)造函數(shù):
- 構(gòu)造函數(shù)僅用于接收初始容量大?。?code>capacity)、負(fù)載因子(
Load factor
),但仍無(wú)真正初始化哈希表(存儲(chǔ)數(shù)組table
) - 此處先給出結(jié)論:真正初始化存儲(chǔ)數(shù)組
table
是在第1次調(diào)用put()
添加鍵值對(duì)時(shí)
/** * 構(gòu)造函數(shù)1:默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)(無(wú)參) 實(shí)際上是調(diào)用構(gòu)造函數(shù)3:指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù) */ public HashMap() { // 傳入默認(rèn)的容量(16)和負(fù)載因子(0.75) this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } /** * 構(gòu)造函數(shù)2:指定“容量大小”的構(gòu)造函數(shù) 實(shí)際上是調(diào)用指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù) */ public HashMap(int initialCapacity) { // 傳入指定的容量,和默認(rèn)的負(fù)載因子 this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } /** * 構(gòu)造函數(shù)3:指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù) * 加載因子 & 容量都由自己指定 */ public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY,哪怕傳入的 > 最大容量 //如果大于最大容量,還是賦值為1 << 30 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; // 設(shè)置 加載因子 this.loadFactor = loadFactor; // 設(shè)置 擴(kuò)容閾值 = 初始容量 // 注:此處不是真正的閾值,是為了擴(kuò)展table,該閾值后面會(huì)重新計(jì)算 threshold = initialCapacity; init(); // 一個(gè)空方法用于未來(lái)的子對(duì)象擴(kuò)展 } /** * 構(gòu)造函數(shù)4:包含“子Map”的構(gòu)造函數(shù) * 即 構(gòu)造出來(lái)的HashMap包含傳入Map的映射關(guān)系 * 加載因子 & 容量 = 默認(rèn) */ public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { // 設(shè)置容量大小 & 加載因子 = 默認(rèn) this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR); // 該方法用于初始化 數(shù)組 & 閾值,下面會(huì)詳細(xì)說(shuō)明 inflateTable(threshold); // 將傳入的子Map中的全部元素逐個(gè)添加到HashMap中 putAllForCreate(m); } }
hash方法
hash(Object k):計(jì)算key的hash值
該函數(shù)在JDK 1.7 和 1.8 中的實(shí)現(xiàn)不同,但原理(擾動(dòng)函數(shù))一樣使得根據(jù)key生成的哈希碼(hash值)分布更加均勻、更具備隨機(jī)性,避免出現(xiàn)hash值沖突(即指不同key但生成同1個(gè)hash值)
- JDK 1.7 做了9次擾動(dòng)處理 = 4次位運(yùn)算 + 5次異或運(yùn)算
- JDK 1.8 簡(jiǎn)化了擾動(dòng)函數(shù) = 只做了2次擾動(dòng) = 1次位運(yùn)算 + 1次異或運(yùn)算
/** * 確定位桶數(shù)組下標(biāo)主要分為2步:計(jì)算hash值、根據(jù)hash值再計(jì)算得出最后數(shù)組位置 */ // a. 根據(jù)鍵值key計(jì)算hash值 ->> 分析1 int hash = hash(key); // b. 根據(jù)hash值 最終獲得 key對(duì)應(yīng)存放的數(shù)組Table中位置 ->> 分析2 int i = indexFor(hash, table.length); // JDK 1.7實(shí)現(xiàn):將 鍵key 轉(zhuǎn)換成 哈希碼(hash值)操作 = 使用hashCode() + 4次位運(yùn)算 + 5次異或運(yùn)算(9次擾動(dòng)) static final int hash(int h) { h ^= k.hashCode(); h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); } // JDK 1.8實(shí)現(xiàn):將 鍵key 轉(zhuǎn)換成 哈希碼(hash值)操作 = 使用hashCode() + 1次位運(yùn)算 + 1次異或運(yùn)算(2次擾動(dòng)) // 1. 取hashCode值: h = key.hashCode() // 2. 高位參與低位的運(yùn)算:h ^ (h >>> 16) static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); // a. 當(dāng)key = null時(shí),hash值 = 0,所以HashMap的key 可為null // 注:對(duì)比HashTable,HashTable對(duì)key直接hashCode(),若key為null時(shí),會(huì)拋出異常,所以HashTable的key不可為null // b. 當(dāng)key ≠ null時(shí),則通過(guò)先計(jì)算出 key的 hashCode()(記為h),然后 對(duì)哈希碼進(jìn)行 擾動(dòng)處理: 按位 異或(^) 哈希碼自身右移16位后的二進(jìn)制 } /** * 函數(shù)源碼分析2:indexFor(hash, table.length) * JDK 1.8中實(shí)際上無(wú)該函數(shù),但原理相同,即具備類似作用的函數(shù) */ static int indexFor(int h, int length) { return h & (length-1); // 將對(duì)哈希碼擾動(dòng)處理后的結(jié)果 與運(yùn)算(&) (數(shù)組長(zhǎng)度-1),最終得到存儲(chǔ)在數(shù)組table的位置(即數(shù)組下標(biāo)、索引) }
Map中添加數(shù)據(jù)
put方法
put(int hash, K key, V value, int bucketIndex):向HashMap添加數(shù)據(jù)(成對(duì)存放 key - value)
流程圖
源碼
/** * 函數(shù)使用原型 */ map.put("name", "huangkaiyu"); map.put("age", 21); public V put(K key, V value) // 1.如果哈希表未初始化(即 table為空) if (table == EMPTY_TABLE) { // 則使用構(gòu)造函數(shù)傳入的閾值(即初始容量) 初始化數(shù)組table inflateTable(threshold); } // 2. 判斷key是否為空值null // 若key == null,則將該鍵值對(duì)放在table [0](本質(zhì):key = Null時(shí),hash值 = 0,故存放到table[0]中) if (key == null) return putForNullKey(value); //若 key ≠ null,則計(jì)算存放數(shù)組 table 中的位置(下標(biāo)、索引) //計(jì)算hash值 int hash = hash(key); //傳入hash值和table長(zhǎng)度算出index int i = indexFor(hash, table.length); // 3. 遍歷table[indexFor]對(duì)應(yīng)的鏈表判斷該key對(duì)應(yīng)的值是否已存在 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; //若該key已存在(即 key-value已存在 ),則用替換原來(lái)的值 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; //并返回舊的value } } //改動(dòng)計(jì)數(shù)器+1 modCount++; // 若該key不存在,則將“key-value”添加到table中 addEntry(hash, key, value, i); return null; }
inflateTable方法
inflateTable(int toSize):初始化數(shù)組(table
)、擴(kuò)容閾值(threshold
)
注意:
真正初始化哈希表(初始化存儲(chǔ)數(shù)組table
)是在第1次添加鍵值對(duì)時(shí),即第1次調(diào)用put()
時(shí)
/** * put中調(diào)用 */ if (table == EMPTY_TABLE) { //此處傳入的是構(gòu)造函數(shù)時(shí)設(shè)置的閾值(即初始容量),不是真正的擴(kuò)容閾值 inflateTable(threshold); } private void inflateTable(int toSize) { // 1. 將傳入的容量大小轉(zhuǎn)化為:>傳入容量大小的最小的2的次冪(傳入18轉(zhuǎn)化得32) int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); // 2. 重新計(jì)算閾值 threshold = 容量 * 加載因子(之前存的是容量) threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); // 3.傳入容量初始化位桶數(shù)組table(作為數(shù)組長(zhǎng)度) table = new Entry[capacity]; initHashSeedAsNeeded(capacity); } /** * roundUpToPowerOf2(toSize) * 作用:將傳入的容量大小轉(zhuǎn)化為:>傳入容量大小的最小的2的冪 * 特別注意:容量大小必須為2的冪 */ private static int roundUpToPowerOf2(int number) { //若超過(guò)了最大值,則設(shè)置為最大值;否則,設(shè)置為大于傳入容量大小的最小的2的次冪 return number >= MAXIMUM_CAPACITY ? MAXIMUM_CAPACITY : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1;
putForNullKey方法
putForNullKey(V value):當(dāng) key ==null時(shí),將該 key-value 的存儲(chǔ)位置規(guī)定為數(shù)組table 中的第1個(gè)位置,即table [0]
/** * put()方法調(diào)用時(shí) 傳入的key為空 */ if (key == null) return putForNullKey(value); /** * 遍歷以table[0]為首的鏈表,尋找是否存在key==null 對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì) 有就替換并返回舊值,沒(méi)有就調(diào)用addEntry()將(null,value)添加到鏈表中 */ private V putForNullKey(V value) { for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) { //如果鏈表結(jié)點(diǎn)key為空 if (e.key == null) { //保存舊值 V oldValue = e.value; //鏈表賦新值 e.value = value; e.recordAccess(this); //返回舊值 return oldValue; } } //改動(dòng)次數(shù)+1 modCount++; // 若沒(méi)有key==null的鍵,那么調(diào)用addEntry()將其加入鏈表 addEntry(0, null, value, 0); // a. addEntry()的第1個(gè)參數(shù)hash值傳入0(當(dāng)key = null時(shí),也有hash值 = 0,所以HashMap的key 可為null) // c. 對(duì)比HashTable,由于HashTable對(duì)key直接hashCode(),若key為null時(shí),會(huì)拋出異常,所以HashTable的key不可為null // d. 此處只需知道是將 key-value 添加到HashMap中即可,關(guān)于addEntry()的源碼分析將等到下面再詳細(xì)說(shuō)明, return null; }
addEntry方法
addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex):添加鍵值對(duì)(Entry )到 HashMap中
/** * put中key不存在調(diào)用,將Entry對(duì)象存入鏈表 */ void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 1. 插入前先判斷是否需要擴(kuò)容 // 如果元素個(gè)數(shù)>=擴(kuò)容閾值 并且 對(duì)應(yīng)數(shù)組下標(biāo)不為空 if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { //擴(kuò)容2倍 resize(2 * table.length); // 重新計(jì)算Key對(duì)應(yīng)的hash值 hash = (null != key) ? hash(key) : 0; // 重新計(jì)算該Key對(duì)應(yīng)的hash值的存儲(chǔ)數(shù)組下標(biāo)位置 bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } //如果不需要擴(kuò)容,則創(chuàng)建1個(gè)新的Entry并放入到數(shù)組中 createEntry(hash, key, value, bucketIndex); }
createEntry方法
createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)
/** * 分析2:createEntry(hash, key, value, bucketIndex); * 作用: 若容量足夠,則創(chuàng)建1個(gè)新的數(shù)組元素(Entry) 并放入到數(shù)組中 */ void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 1. 把table中該位置原來(lái)的Entry保存 Entry<K,V> e = table[bucketIndex]; // 2. 在table中該位置新建一個(gè)Entry:將原頭結(jié)點(diǎn)位置(數(shù)組上)的鍵值對(duì) 放入到(鏈表)后1個(gè)節(jié)點(diǎn)中、將需插入的鍵值對(duì) 放入到頭結(jié)點(diǎn)中(數(shù)組上)-> 從而形成鏈表 // 即 在插入元素時(shí),是在鏈表頭插入的,table中的每個(gè)位置永遠(yuǎn)只保存最新插入的Entry,舊的Entry則放入到鏈表中(即 解決Hash沖突) table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); // 3. 哈希表的鍵值對(duì)數(shù)量計(jì)數(shù)增加 size++; }
擴(kuò)容方法
resize方法
resize(int newCapacity):擴(kuò)容為原來(lái)兩倍
在擴(kuò)容resize()
過(guò)程中,在將舊數(shù)組上的數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)移到 新數(shù)組上時(shí),轉(zhuǎn)移操作 = 按舊鏈表的正序遍歷鏈表、在新鏈表的頭部依次插入,即在轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)、擴(kuò)容后,容易出現(xiàn)鏈表逆序的情況
設(shè)重新計(jì)算存儲(chǔ)位置后不變,即擴(kuò)容前 = 1->2->3,擴(kuò)容后 = 3->2->1
此時(shí)若(多線程)并發(fā)執(zhí)行 put()操作,一旦出現(xiàn)擴(kuò)容情況,則 容易出現(xiàn) 環(huán)形鏈表,從而在獲取數(shù)據(jù)、遍歷鏈表時(shí) 形成死循環(huán)(Infinite Loop),即 死鎖的狀態(tài) = 線程不安全
/** * resize(2 * table.length) * 作用:當(dāng)容量不足時(shí)(容量 > 閾值),則擴(kuò)容(擴(kuò)到2倍) */ void resize(int newCapacity) { // 1. 保存舊數(shù)組(old table) Entry[] oldTable = table; // 2. 保存舊容量(數(shù)組長(zhǎng)度) int oldCapacity = oldTable.length; // 3. 若舊容量已經(jīng)是系統(tǒng)默認(rèn)最大容量了,那么將擴(kuò)容閾值設(shè)置成整型的最大值,退出 if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return; } // 4. 根據(jù)新容量(2倍容量)新建1個(gè)數(shù)組,即新table Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; // 5. 將舊數(shù)組上的數(shù)據(jù)(鍵值對(duì))轉(zhuǎn)移到新table中,從而完成擴(kuò)容 transfer(newTable); // 6. 新數(shù)組table引用到HashMap的table屬性上 table = newTable; // 7. 重新設(shè)置閾值 threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); }
transfer方法
transfer(Entry[] newTable):
/** * transfer(newTable); * 作用:將舊數(shù)組上的數(shù)據(jù)(鍵值對(duì))轉(zhuǎn)移到新table中,從而完成擴(kuò)容 * 過(guò)程:按舊鏈表的正序遍歷鏈表采用頭插法插入新鏈表 */ void transfer(Entry[] newTable) { // 1. src指向原table Entry[] src = table; // 2. 獲取新數(shù)組的大小 int newCapacity = newTable.length; // 3. 通過(guò)遍歷舊table,將鍵值對(duì)轉(zhuǎn)移到新table上 for (int j = 0; j < src.length; j++) { // 創(chuàng)建輔助entry指向舊數(shù)組中的元素 Entry<K,V> e = src[j]; if (e != null) { // 釋放舊數(shù)組的對(duì)象引用(for循環(huán)后,舊數(shù)組不再引用任何對(duì)象) src[j] = null; //開(kāi)始遍歷 do { //創(chuàng)建輔助指針next(因是單鏈表,故要保存下1個(gè)結(jié)點(diǎn),否則轉(zhuǎn)移后鏈表會(huì)斷開(kāi) ) Entry<K,V> next = e.next; // 重新計(jì)算每個(gè)元素的存儲(chǔ)位置 int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //頭插法插入 e.next = newTable[i]; newTable[i] = e; // e跳到下一個(gè)entry e = next; } while (e != null); // 循環(huán)直到遍歷完數(shù)組上的所有數(shù)據(jù)元素 } } }
從HashMap中獲取數(shù)據(jù)
get方法
public V get(Object key):根據(jù)鍵key,向HashMap獲取對(duì)應(yīng)的值
public V get(Object key) { // 1. 當(dāng)key == null時(shí),則到table[0]為頭結(jié)點(diǎn)的鏈表去檢索 if (key == null) return getForNullKey(); // 2. 當(dāng)key ≠ null時(shí),去獲得對(duì)應(yīng)值 Entry<K,V> entry = getEntry(key); return null == entry ? null : entry.getValue(); } /** * getForNullKey() * 作用:當(dāng)key == null時(shí),在table[0]中去尋找對(duì)應(yīng) key為null的鍵值對(duì) */ private V getForNullKey() { if (size == 0) { return null; } // 遍歷以table[0]為頭結(jié)點(diǎn)的鏈表,尋找 key==null 對(duì)應(yīng)的值 for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) { // 從table[0]中取key==null的value值 if (e.key == null) return e.value; } return null; } /** * getEntry(key) * 作用:當(dāng)key ≠ null時(shí),去獲得對(duì)應(yīng)值 */ final Entry<K,V> getEntry(Object key) { //如果元素個(gè)數(shù)為空返回null if (size == 0) { return null; } // 1. 計(jì)算key對(duì)應(yīng)的hash值 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); // 2. 根據(jù)hash值計(jì)算出對(duì)應(yīng)的數(shù)組下標(biāo) // 3. 遍歷對(duì)應(yīng)index的數(shù)組元素為頭結(jié)點(diǎn)的鏈表,檢索鍵值對(duì) for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) { Object k; // 若 hash值 & key 相等,則證明該Entry = 我們要的鍵值對(duì) // 通過(guò)==或者equals()判斷key是否相等 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } return null; }
從HashMap中刪除數(shù)據(jù)
remove方法
remove(Object key):刪除該鍵值對(duì)
public V remove(Object key) { Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key); return (e == null ? null : e.value); } final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) { if (size == 0) { return null; } // 1. 計(jì)算hash值 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); // 2. 計(jì)算存儲(chǔ)的數(shù)組下標(biāo)位置 int i = indexFor(hash, table.length); //prev記錄要?jiǎng)h除entry的前一個(gè)entry Entry<K,V> prev = table[i]; //e記錄要?jiǎng)h除的entry Entry<K,V> e = prev; while (e != null) { //輔助指針,指向下一個(gè)entry Entry<K,V> next = e.next; Object k; //如果key相等 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) { modCount++; //改動(dòng)次數(shù)+1 size--; //元素個(gè)數(shù)-1 // 若刪除的是鏈表的頭結(jié)點(diǎn) if (prev == e) // 則將頭結(jié)點(diǎn)的next引用存入table[i]中 table[i] = next; //否則 將當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的前1個(gè)結(jié)點(diǎn)中的next指向當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)(直接越過(guò)當(dāng)前Entry) else prev.next = next; e.recordRemoval(this); return e; } //prev指向當(dāng)前結(jié)點(diǎn) prev = e; //e指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn) e = next; } //遍歷結(jié)束e為null,表示沒(méi)找到返回null return e; }
對(duì)HashMap的其他操作
HashMap
除了核心的put()
、get()
函數(shù),還有以下主要使用的函數(shù)方法
void clear(); | 清除哈希表中的所有鍵值對(duì) |
---|---|
int size(); | 返回哈希表中所有 鍵值對(duì)的數(shù)量 = 數(shù)組中的鍵值對(duì) + 鏈表中的鍵值對(duì) |
boolean isEmpty(); | 判斷HashMap是否為空;size == 0時(shí) 表示為 空 |
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m); | 將指定Map中的鍵值對(duì) 復(fù)制到 此Map中 |
boolean containsKey(Object key); | 判斷是否存在該鍵的鍵值對(duì);是 則返回true |
boolean containsValue(Object value); | 判斷是否存在該值的鍵值對(duì);是 則返回true |
源碼
/** * 函數(shù):isEmpty() * 作用:判斷HashMap是否為空,即無(wú)鍵值對(duì);size == 0時(shí) 表示為 空 */ public boolean isEmpty() { return size == 0; } /** * 函數(shù):size() * 作用:返回哈希表中所有 鍵值對(duì)的數(shù)量 = 數(shù)組中的鍵值對(duì) + 鏈表中的鍵值對(duì) */ public int size() { return size; } /** * 函數(shù):clear() * 作用:清空哈希表,即刪除所有鍵值對(duì) * 原理:將數(shù)組table中存儲(chǔ)的Entry全部置為null、size置為0 */ public void clear() { //改動(dòng)次數(shù)+1 modCount++; //全部元素設(shè)空 Arrays.fill(table, null); //元素個(gè)數(shù)清0 size = 0; } /** * 函數(shù):putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) * 作用:將指定Map中的鍵值對(duì) 復(fù)制到 此Map中 * 原理:類似Put函數(shù) */ public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) { // 1. 統(tǒng)計(jì)需復(fù)制多少個(gè)鍵值對(duì) int numKeysToBeAdded = m.size(); if (numKeysToBeAdded == 0) return; // 2. 若table還沒(méi)初始化,先用剛剛統(tǒng)計(jì)的復(fù)制數(shù)去初始化table if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable((int) Math.max(numKeysToBeAdded * loadFactor, threshold)); } // 3. 若需復(fù)制的數(shù)目 > 閾值,則需先擴(kuò)容 if (numKeysToBeAdded > threshold) { int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1); if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; int newCapacity = table.length; while (newCapacity < targetCapacity) newCapacity <<= 1; if (newCapacity > table.length) resize(newCapacity); } // 4. 開(kāi)始復(fù)制(實(shí)際上不斷調(diào)用Put函數(shù)插入) for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) put(e.getKey(), e.getValue()); } /** * 函數(shù):containsKey(Object key) * 作用:判斷是否存在該鍵的鍵值對(duì);是 則返回true * 原理:調(diào)用get(),判斷是否為Null */ public boolean containsKey(Object key) { return getEntry(key) != null; } /** * 函數(shù):containsValue(Object value) * 作用:判斷是否存在該值的鍵值對(duì);是 則返回true */ public boolean containsValue(Object value) { // 若value為空,則調(diào)用containsNullValue() if (value == null) return containsNullValue(); // 若value不為空,則遍歷鏈表中的每個(gè)Entry,通過(guò)equals()比較values 判斷是否存在 Entry[] tab = table; for (int i = 0; i < tab.length ; i++) for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) if (value.equals(e.value)) return true;//返回true return false; } // 判斷是否有空值 private boolean containsNullValue() { Entry[] tab = table; for (int i = 0; i < tab.length ; i++) for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) if (e.value == null) return true; return false; }
1.7和1.8版本區(qū)別
JDK 1.8
的優(yōu)化目的主要是:減少 Hash
沖突 & 提高哈希表的存、取效率
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
版本 | 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) | 數(shù)組&鏈表結(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)類 | 紅黑樹(shù)的實(shí)現(xiàn)類 | 初始化方式 |
---|---|---|---|---|
JDK1.7 | 數(shù)組+鏈表 | Entry類 | 無(wú)紅黑樹(shù) | 單獨(dú)函數(shù):inflateTable() |
JDK1.8 | 數(shù)組+鏈表+紅黑樹(shù) | Node類 | TreeNode類 | 直接集成在擴(kuò)容函數(shù):resize()中 |
hash值計(jì)算方式
版本 | hash值計(jì)算方式 |
---|---|
JDK1.7 | 1.hashcode計(jì)算 |
JDK1.8 | 按照擴(kuò)容后的規(guī)律計(jì)算(擴(kuò)容后的位置=原位置 or 原位置 +舊容量) |
擴(kuò)容機(jī)制
版本 | 重hash計(jì)算位置 |
---|---|
JDK1.7 | 1.Object.hashCode計(jì)算 2. 9次擾動(dòng)處理 =4次位運(yùn)算+5次異或運(yùn)算 |
JDK1.8 | 1.Object.hashCode計(jì)算 2. 2次擾動(dòng)處理 =1次位運(yùn)算+1次異或運(yùn)算 |
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