Java中的Hashtable源碼詳細解析
更新時間：2023年11月20日 09:40:34 作者：西瓜游俠
這篇文章主要介紹了Java中的Hashtable源碼詳細解析,Hashtable 的函數(shù)都是同步的,這意味著它是線程安全的,它的key、value都不可以為null,此外,Hashtable中的映射不是有序的,需要的朋友可以參考下
1、簡介
和HashMap一樣，Hashtable 也是一個散列表，它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。
Hashtable 繼承于Dictionary，實現(xiàn)了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。 Hashtable 的函數(shù)都是同步的，這意味著它是線程安全的。它的key、value都不可以為null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。
Hashtable 的實例有兩個參數(shù)影響其性能：初始容量 和 加載因子。
容量：是哈希表中桶 的數(shù)量，初始容量 就是哈希表創(chuàng)建時的容量。注意，哈希表的狀態(tài)為 open：在發(fā)生“哈希沖突”的情況下，單個桶會存儲多個條目，這些條目必須按順序搜索。
加載因子：是對哈希表在其容量自動增加之前可以達到多滿的一個尺度（閾值）。初始容量和加載因子這兩個參數(shù)只是對該實現(xiàn)的提示。關于何時以及是否調用 rehash 方法的具體細節(jié)則依賴于該實現(xiàn)。
通常，默認加載因子是 0.75, 這是在時間和空間成本上尋求一種折衷。加載因子過高雖然減少了空間開銷，但同時也增加了查找某個條目的時間（在大多數(shù) Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了這一點）。
2、關鍵點
- Hashtable繼承于Dictionary類，實現(xiàn)了Map接口。Map是”key-value鍵值對”接口，Dictionary是聲明了操作”鍵值對”函數(shù)接口的抽象類。
- Hashtable是通過”拉鏈法“實現(xiàn)的哈希表。它包括幾個重要的成員變量：table, count, threshold, loadFactor, modCount。
- table是一個Entry[]數(shù)組類型，而Entry實際上就是一個單向鏈表。哈希表的”key-value鍵值對”都是存儲在Entry數(shù)組中的。
- count是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的鍵值對的數(shù)量。
- threshold是Hashtable的閾值，用于判斷是否需要調整Hashtable的容量。threshold的值=”容量*加載因子”。
- loadFactor就是加載因子。
- modCount是用來實現(xiàn)fail-fast機制的。
3、Hashtable數(shù)據存儲數(shù)組
private transient Entry<?,?>[] table;
Hashtable中的key-value都是存儲在table數(shù)組中的。
4、數(shù)據節(jié)點Entry<K,V>的數(shù)據結構
private static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash; //hash值
final K key; //鍵
V value; //值
Entry<K,V> next; //鏈表中下一個Entry的引用
//Entry的構造函數(shù)
protected Entry(int hash, K key, V value, Entry<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
protected Object clone() {
return new Entry<>(hash, key, value,
(next==null ? null : (Entry<K,V>) next.clone()));
}
// Map.Entry Ops
public K getKey() {
return key;
}
public V getValue() {
return value;
}
//設置value。若value是null，則拋出異常。
public V setValue(V value) {
if (value == null)
throw new NullPointerException();
V oldValue = this.value;
this.value = value;
return oldValue;
}
// 覆蓋equals()方法，判斷兩個Entry是否相等。
// 若兩個Entry的key和value都相等，則認為它們相等。
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
return (key==null ? e.getKey()==null : key.equals(e.getKey())) &&
(value==null ? e.getValue()==null : value.equals(e.getValue()));
}
//Entry對象的hash值
public int hashCode() {
return hash ^ Objects.hashCode(value);
}
public String toString() {
return key.toString()+"="+value.toString();
}
}5、Hashtable的構造函數(shù)
// 指定“容量大小”和“加載因子”的構造函數(shù)
public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);
if (initialCapacity==0)
initialCapacity = 1;
this.loadFactor = loadFactor;
table = new Entry<?,?>[initialCapacity];
threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
}
// 指定“容量大小”的構造函數(shù)，加載因子使用默認值0.75
public Hashtable(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0.75f);
}
// 默認構造函數(shù)，指定的容量大小是11，加載因子是0.75
public Hashtable() {
this(11, 0.75f);
}
// 包含“子Map”的構造函數(shù)
public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) {
this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
// 將“子Map”的全部元素都添加到Hashtable中
putAll(t);
}6、Hashtable的主要對外接口
6.1 clear()
clear() 的作用是清空Hashtable。它是將Hashtable的table數(shù)組的值全部設為null。
public synchronized void clear() {
Entry<?,?> tab[] = table;
modCount++;
for (int index = tab.length; --index >= 0; )
tab[index] = null; //將數(shù)組中的引用全部置為null
count = 0;
}6.2 contains() 和 containsValue()
contains() 和 containsValue() 的作用都是判斷Hashtable是否包含“值(value)”。
public synchronized boolean contains(Object value) {
// Hashtable中“鍵值對”的value不能是null，
// 若是null的話，拋出異常!
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
Entry<?,?> tab[] = table;
// 從后向前遍歷table數(shù)組中的元素(Entry)
// 對于每個Entry(單向鏈表)，逐個遍歷，判斷節(jié)點的值是否等于value
for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) {
for (Entry<?,?> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) {
if (e.value.equals(value)) {
return true;
}
}
}
return false;
} public boolean containsValue(Object value) {
return contains(value);
}6.3 containsKey()
containsKey() 的作用是判斷Hashtable是否包含key。
public synchronized boolean containsKey(Object key) {
Entry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
// 計算索引值，
// % tab.length 的目的是防止數(shù)據越界
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
// 找到“key對應的Entry(鏈表)”，然后在鏈表中找出“哈希值”和“鍵值”與key都相等的元素
for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return true;
}
}
return false;
}6.4 elements()
elements() 的作用是返回“所有value”的枚舉對象。
public synchronized Enumeration<V> elements() {
return this.<V>getEnumeration(VALUES);
} // 獲取Hashtable的枚舉類對象
private <T> Enumeration<T> getEnumeration(int type) {
if (count == 0) {
return Collections.emptyEnumeration();
} else {
return new Enumerator<>(type, false);
}
}7、put()和get()操作
7.1 put()操作
put() 的作用是對外提供接口，讓Hashtable對象可以通過put()將“key-value”添加到Hashtable中。
public synchronized V put(K key, V value) {
// Hashtable中不能插入value為null的元素?。?！
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
// 若“Hashtable中已存在鍵為key的鍵值對”，
// 則用“新的value”替換“舊的value”
Entry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
//計算key的索引
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
for(; entry != null ; entry = entry.next) {
if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
V old = entry.value;
entry.value = value;
return old;
}
}
//添加Entry
addEntry(hash, key, value, index);
return null;
} private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {
//將“修改統(tǒng)計數(shù)”+1
modCount++;
Entry<?,?> tab[] = table;
//若“Hashtable實際容量” > “閾值”(閾值=總的容量 * 加載因子)
//則調整Hashtable的大小
if (count >= threshold) {
// Rehash the table if the threshold is exceeded
//
rehash();
tab = table;
hash = key.hashCode();
index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
}
// Creates the new entry.
//將“Hashtable中index”位置的Entry(鏈表)保存到e中
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index];
//采用 “頭插法”
//創(chuàng)建“新的Entry節(jié)點”，并將“新的Entry”插入“Hashtable的index位置”，
//并設置e為“新的Entry”的下一個元素(即“新Entry”為鏈表表頭)。
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
//將“Hashtable的實際容量”+1
count++;
}7.2 get()操作
get() 的作用就是獲取key對應的value，沒有的話返回null。
public synchronized V get(Object key) {
Entry<?,?> tab[] = table;
//key的hash值
int hash = key.hashCode();
//計算索引
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
//找到“key對應的Entry(鏈表)”，然后在鏈表中找出“哈希值”和“鍵值”與key都相等的元素
for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return (V)e.value;
}
}
return null;
}8、rehash()
rehash()函數(shù)負責hashtable的擴容。
protected void rehash() {
int oldCapacity = table.length;
//擴容前的map
Entry<?,?>[] oldMap = table;
// overflow-conscious code
////新容量 = 舊容量 * 2 + 1
int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)
// Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets
return;
newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;
}
//創(chuàng)建新的數(shù)組
Entry<?,?>[] newMap = new Entry<?,?>[newCapacity];
modCount++;
//更新 新的 擴容閾值
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
table = newMap;
//遍歷舊的數(shù)組，將所有的鍵值對Entry移動到新數(shù)組中
//注意，移動的是對象的引用
for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
for (Entry<K,V> old = (Entry<K,V>)oldMap[i] ; old != null ; ) {
Entry<K,V> e = old;
old = old.next;
//計算在新數(shù)組中的索引
int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
//采用“頭插法”
e.next = (Entry<K,V>)newMap[index];
newMap[index] = e;
}
}
}9、remove()
remove() 的作用就是刪除Hashtable中鍵為key的元素。
public synchronized V remove(Object key) {
Entry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
//計算索引
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)tab[index];
// 找到“key對應的Entry(鏈表)”
// 然后在鏈表中找出要刪除的節(jié)點，并刪除該節(jié)點。
for(Entry<K,V> prev = null ; e != null ; prev = e, e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
modCount++;
if (prev != null) {
//鏈表刪除節(jié)點的方式
prev.next = e.next;
} else {
tab[index] = e.next;
}
count--;
V oldValue = e.value;
//將value引用置為null，回收value對象
e.value = null;
return oldValue;
}
}
return null;
}到此這篇關于Java中的Hashtable源碼詳細解析的文章就介紹到這了,更多相關Hashtable源碼內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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