關(guān)于HashMap源碼解讀
一、概述
- HashMap 是基于哈希表實(shí)現(xiàn)的,每一個(gè)元素是一個(gè) key-value 對(duì),其內(nèi)部通過(guò)單鏈表解決沖突問(wèn)題,容量不足(超過(guò)了閾值)時(shí),同樣會(huì)自動(dòng)增長(zhǎng)。
- HashMap 是非線(xiàn)程安全的,只是適用于單線(xiàn)程環(huán)境,多線(xiàn)程環(huán)境可以采用并發(fā)包下的concurrentHashMap
- HashMap 實(shí)現(xiàn)了Serializable接口,支持序列化,實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口,能被克隆。
- HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步實(shí)現(xiàn).此實(shí)現(xiàn)提供所有可選的映射操作,并允許使用null值和null鍵。此類(lèi)不保證映射的順序,特別是它不保證該順序恒久不變。
- Java8中又對(duì)此類(lèi)底層實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了優(yōu)化,比如引入了紅黑樹(shù)的結(jié)構(gòu)以解決哈希碰撞
JDK1.7和JDK1.8的區(qū)別
比較 | HashMap1.7 | HashMap1.8 |
---|---|---|
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) | 數(shù)組+鏈表 | 數(shù)組+鏈表+紅黑樹(shù) |
節(jié)點(diǎn) | Entry(hash是可變的,因?yàn)橛衦ehash的操作) | Node TreeNode(為了轉(zhuǎn)換紅黑樹(shù)、hash是final修飾,也就是說(shuō)hash值一旦確定,就不會(huì)再重新計(jì)算hash值了) |
Hash算法 | 較為復(fù)雜 | 異或Hash右移16位 |
對(duì)Null的處理 | 單獨(dú)寫(xiě)一個(gè)putForNull()方法處理 | 作為以一個(gè)Hash值為0的普通節(jié)點(diǎn)處理 |
初始化 | 賦值給一個(gè)空數(shù)值,put時(shí)初始化 | 沒(méi)有賦值,懶加載,put時(shí)初始化 |
擴(kuò)容 | 插入前擴(kuò)容 | 插入后,初始化,樹(shù)化時(shí)擴(kuò)容 |
節(jié)點(diǎn)插入 | 頭插法 | 尾插法 |
什么是懶加載?
- 即延遲加載(Lazyload)。
- 簡(jiǎn)單的說(shuō)就是只有當(dāng)我們?nèi)フ{(diào)用到它時(shí)才會(huì)去做加載。
二、HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
HashMap 底層采用數(shù)組+鏈表+紅黑樹(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)組是 HashMap 的主體,用于存儲(chǔ)鍵值對(duì);鏈表用于解決哈希沖突;紅黑樹(shù)是在鏈表長(zhǎng)度超過(guò)一定閾值(默認(rèn)為8)時(shí),將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹(shù),以提高查找效率。
三、迭代方式
HashMap的迭代種類(lèi)
- 分別遍歷Key和Value
- 使用Iterator迭代器迭代
- 通過(guò)get的方式(不建議使用)
- Map接口中的默認(rèn)方法(映射方式)JDK1.8
public class HashMapExam { public static void main(String[] args) { Map<Integer, String> map = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < 15; i++) { map.put(i, new String(new char[]{(char) ('A'+ i)})); } System.out.println("======Key和Value======="); for (Integer key:map.keySet()) { System.out.println(key); } for (String value:map.values()) { System.out.println(value); } System.out.println("======Iterator迭代器======="); Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry<Integer, String> mapEntry = iterator.next(); System.out.println(mapEntry.getKey()+ "====" + mapEntry.getValue()); } System.out.println("======Get的方式======="); Set<Integer> keySet = map.keySet(); for (Integer key : keySet) { System.out.println(key + "====" + map.get(key)); } System.out.println("======forEach======="); map.forEach((key,value) -> System.out.println(key+ "----" + value)); } }
四、源碼分析
1、HashMap繼承關(guān)系
- Cloneable 空接口:表示可以克隆。創(chuàng)建并返回HashMap對(duì)象的一個(gè)副本;
- Serializable 序列化接口:屬于標(biāo)記性接口。HashMap 對(duì)象可以倍序列化和反序列化。
- AbstractMap:父類(lèi)提供了Map實(shí)現(xiàn)接口。以最大限度地減少實(shí)現(xiàn)此接口所需的工作。
HashMap 繼承關(guān)系如下圖所示:
補(bǔ)充:通過(guò)上述繼承關(guān)系我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象, 就是HashMap已經(jīng)繼承了AbstractMap而AbstractMap類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Map接口,那為什么HashMap還要在實(shí)現(xiàn)Map接口呢?同樣在ArrayList中LinkedList中都是這種結(jié)構(gòu)。
據(jù) java 集合框架的創(chuàng)始人Josh Bloch描述,這樣的寫(xiě)法是一個(gè)失誤。在java集合框架中,類(lèi)似這樣的寫(xiě)法很多,最開(kāi)始寫(xiě)java集合框架的時(shí)候,他認(rèn)為這樣寫(xiě),在某些地方可能是有價(jià)值的,直到他意識(shí)到錯(cuò)了。顯然的,JDK的維護(hù)者,后來(lái)不認(rèn)為這個(gè)小小的失誤值得去修改,所以就這樣存在下來(lái)了。
2、成員變量
// 序列化版本號(hào) private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; // 默認(rèn)的初始容量是16 --> 1<<4 相當(dāng)于 1*2的4次方也就是16 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量(傳入容量過(guò)大將被這個(gè)替換) static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 默認(rèn)加載因子為0.75,通過(guò)這個(gè)來(lái)算出臨界值 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 當(dāng)桶(bucket)上的結(jié)點(diǎn)數(shù)大于這個(gè)值時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)換成紅黑樹(shù) static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 當(dāng)桶(bucket)上的結(jié)點(diǎn)數(shù)小于這個(gè)值時(shí)樹(shù)轉(zhuǎn)鏈表 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 桶中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為紅黑樹(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)組長(zhǎng)度最小的值 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; //存儲(chǔ)元素的數(shù)組 transient Node<K,V>[] table; //存放具體元素的集合 transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet; //存放元素的個(gè)數(shù),注意這個(gè)不等于數(shù)組的長(zhǎng)度。 transient int size; // 每次擴(kuò)容和更改map結(jié)構(gòu)的計(jì)數(shù)器 transient int modCount; // 臨界值 當(dāng)實(shí)際大小(容量*負(fù)載因子)超過(guò)臨界值時(shí),會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容 int threshold; // 負(fù)載因子實(shí)際大小 final float loadFactor;
3、構(gòu)造方法
①HashMap()
public HashMap() { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // 將默認(rèn)的加載因子0.75賦值給loadFactor,并沒(méi)有創(chuàng)建數(shù)組 }
②HashMap(int initialCapacity)
// 指定“容量大小”的構(gòu)造函數(shù) public HashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); }
③HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { //判斷初始化容量initialCapacity是否小于0 if (initialCapacity < 0) //如果小于0,則拋出非法的參數(shù)異常IllegalArgumentException throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); //判斷初始化容量initialCapacity是否大于集合的最大容量MAXIMUM_CAPACITY-》2的30次冪 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) //如果超過(guò)MAXIMUM_CAPACITY,會(huì)將MAXIMUM_CAPACITY賦值給initialCapacity initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; //判斷負(fù)載因子loadFactor是否小于等于0或者是否是一個(gè)非數(shù)值 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) //如果滿(mǎn)足上述其中之一,則拋出非法的參數(shù)異常IllegalArgumentException throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); //將指定的加載因子賦值給HashMap成員變量的負(fù)載因子loadFactor this.loadFactor = loadFactor; /* tableSizeFor(initialCapacity) 判斷指定的初始化容量是否是2的n次冪,如果不是那么會(huì)變?yōu)楸戎? 定初始化容量大的最小的2的n次冪。這點(diǎn)上述已經(jīng)講解過(guò)。 但是注意,在tableSizeFor方法體內(nèi)部將計(jì)算后的數(shù)據(jù)返回給調(diào)用這里了,并且直接賦值給threshold邊 界值了。有些人會(huì)覺(jué)得這里是一個(gè)bug,應(yīng)該這樣書(shū)寫(xiě): this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity) * this.loadFactor; 這樣才符合threshold的意思(當(dāng)HashMap的size到達(dá)threshold這個(gè)閾值時(shí)會(huì)擴(kuò)容)。 但是,請(qǐng)注意,在jdk8以后的構(gòu)造方法中,并沒(méi)有對(duì)table這個(gè)成員變量進(jìn)行初始化,table的初始化被推 遲到了put方法中,在put方法中會(huì)對(duì)threshold重新計(jì)算,put方法的具體實(shí)現(xiàn)我們下面會(huì)進(jìn)行講解 */ this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); } 最后調(diào)用了tableSizeFor,來(lái)看一下方法實(shí)現(xiàn): /** * Returns a power of two size for the given target capacity. 返回比指定初始化容量大的最小的2的n次冪 */ static final int tableSizeFor(int cap) { int n = cap - 1; n |= n >>> 1; n |= n >>> 2; n |= n >>> 4; n |= n >>> 8; n |= n >>> 16; return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; }
④HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)
//構(gòu)造一個(gè)映射關(guān)系與指定 Map 相同的新 HashMap。 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { //負(fù)載因子loadFactor變?yōu)槟J(rèn)的負(fù)載因子0.75 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; putMapEntries(m, false); } // 最后調(diào)用了putMapEntries,來(lái)看一下方法實(shí)現(xiàn): final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) { //獲取參數(shù)集合的長(zhǎng)度 int s = m.size(); if (s > 0) { //判斷參數(shù)集合的長(zhǎng)度是否大于0,說(shuō)明大于0 if (table == null) // 判斷table是否已經(jīng)初始化 { // pre-size // 未初始化,s為m的實(shí)際元素個(gè)數(shù) float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F; int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY); // 計(jì)算得到的t大于閾值,則初始化閾值 if (t > threshold) threshold = tableSizeFor(t); } // 已初始化,并且m元素個(gè)數(shù)大于閾值,進(jìn)行擴(kuò)容處理 else if (s > threshold) resize(); // 將m中的所有元素添加至HashMap中 for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) { K key = e.getKey(); V value = e.getValue(); putVal(hash(key), key, value, false, evict); } } }
4、成員方法
①Node類(lèi)
Node 類(lèi)是 HashMap 中的靜態(tài)內(nèi)部類(lèi),實(shí)現(xiàn)Map·Entry 接口,定義了 key 鍵、value 值、next 節(jié)點(diǎn),也就是說(shuō)元素之間構(gòu)成單向鏈表。
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; 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; } }
②TreeNode類(lèi)(Java新加的)
紅黑樹(shù)結(jié)構(gòu)包含前、后、左、右節(jié)點(diǎn),以及標(biāo)志是否為紅黑樹(shù)的字段
static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> { TreeNode<K,V> parent; TreeNode<K,V> left; TreeNode<K,V> right; TreeNode<K,V> prev; boolean red; TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) { super(hash, key, val, next); } final TreeNode<K,V> root() { for (TreeNode<K,V> r = this, p;;) { if ((p = r.parent) == null) return r; r = p; } } static <K,V> void moveRootToFront(Node<K,V>[] tab, TreeNode<K,V> root) { .... } final TreeNode<K,V> find(int h, Object k, Class<?> kc) { .... } final TreeNode<K,V> getTreeNode(int h, Object k) { return ((parent != null) ? root() : this).find(h, k, null); } static int tieBreakOrder(Object a, Object b) { .... } final void treeify(Node<K,V>[] tab) { .... } final Node<K,V> untreeify(HashMap<K,V> map) { .... } final TreeNode<K,V> putTreeVal(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, int h, K k, V v) { .... } final void removeTreeNode(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, boolean movable) { .... } final void split(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, int index, int bit) { .... } static <K,V> TreeNode<K,V> rotateLeft(TreeNode<K,V> root, TreeNode<K,V> p) { .... } static <K,V> TreeNode<K,V> rotateRight(TreeNode<K,V> root, TreeNode<K,V> p) { .... } static <K,V> TreeNode<K,V> balanceInsertion(TreeNode<K,V> root, TreeNode<K,V> x) { .... } static <K,V> TreeNode<K,V> balanceDeletion(TreeNode<K,V> root, TreeNode<K,V> x) { .... } static <K,V> boolean checkInvariants(TreeNode<K,V> t) { .... } }
③Hash方法
在JDK1.8及之后對(duì)Hash算法進(jìn)行了改良,使用較為復(fù)雜 異或Hash右移16位。
static final int hash(Object key) { int h; // (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16):異或Hash右移16位算法 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); }
④Get方法
下面是JDK1.8中HashMap的Get方法的簡(jiǎn)要實(shí)現(xiàn)過(guò)程:
- 首先,需要計(jì)算鍵的哈希值,并通過(guò)哈希值計(jì)算出在數(shù)組中的索引位置。
- 如果該位置上的元素為空,說(shuō)明沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì),直接返回null。
- 如果該位置上的元素不為空,遍歷該位置上的元素,如果找到了與當(dāng)前鍵相等的鍵值對(duì),那么返回該鍵值對(duì)的值,否則返回null。
public V get(Object key) { Node<K,V> e; return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; }
get方法看起來(lái)很簡(jiǎn)單,就是通過(guò)同樣的 hash 得到 key 的 hash 值。重點(diǎn)看下 getNode 方法:
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) { // 當(dāng)前 HashMap 的散列表的引用 Node<K,V>[] tab; // first:桶頭元素 // e:用于存儲(chǔ)臨時(shí)元素 Node<K,V> first, e; // n:table 數(shù)組的長(zhǎng)度 int n; // 元素中的 k K k; // 將 table 賦值給 tab,不等于 null 說(shuō)明有數(shù)據(jù),(n = table.length)> 0 同理說(shuō)明 table 中有值 if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && // 同時(shí)將 該位置的元素賦值為 first (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) { // 定位到了桶的到的位置就是想要獲取的 key 對(duì)應(yīng)的,直接返回該元素 if (first.hash == hash && ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return first; // 到這一步說(shuō)明定位到的元素不是想要的,且該位置不僅僅有一個(gè)元素,想要判斷是鏈表還是樹(shù) if ((e = first.next) != null) { // 是否已經(jīng)樹(shù)化 if (first instanceof TreeNode) return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key); // 處理鏈表的情況 do { if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } while ((e = e.next) != null); } } // 遍歷不到返回null return null; }
⑤Put方法
下面是 JDK 1.8 中 HashMap 的 put 方法的簡(jiǎn)要實(shí)現(xiàn)過(guò)程:
- 首先,put 方法會(huì)計(jì)算鍵的哈希值(通過(guò)調(diào)用 hash 方法),并通過(guò)哈希值計(jì)算出在數(shù)組中的索引的位置。
- 如果該位置上的元素為空,那么直接將鍵值對(duì)存儲(chǔ)在該位置上。
- 如果該位置上的元素不為空,那么遍歷該位置上的元素,如果找到了與當(dāng)前鍵相等的鍵值對(duì),那么將該鍵值對(duì)的值更新為當(dāng)前值,并返回舊值。
- 如果該位置上的元素不為空,但沒(méi)有與當(dāng)前鍵相等的鍵值對(duì),那么將鍵值對(duì)插入到鏈表或紅黑樹(shù)中(如果該位置上的元素?cái)?shù)量超過(guò)一個(gè)閾值,就會(huì)將鏈表轉(zhuǎn)化為紅黑樹(shù)來(lái)提高效率)。
- 如果插入成功,返回被替換的值;如果插入失敗,返回null。
- 插入成功后,如果需要擴(kuò)容,那么就進(jìn)行一次擴(kuò)容操作。
public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); }
核心其實(shí)是通過(guò)putValue方法實(shí)現(xiàn)的,在傳給putValue的參數(shù)中,先調(diào)用hash獲取了一個(gè)hashCode。
putValue 方法主要實(shí)現(xiàn)如下,給大家增加了注釋?zhuān)?/strong>
/** * Implements Map.put and related methods. * * @param hash key 的 hash 值 * @param key key 值 * @param value value 值 * @param onlyIfAbsent true:如果某個(gè) key 已經(jīng)存在那么就不插了;false 存在則替換,沒(méi)有則新增。這里為 false * @param evict 不用管理。我也不認(rèn)識(shí) * @return previous value, or null if none */ final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { // tab 表示當(dāng)前 hash 散列表的引用 Node<K,V>[] tab; // 表示具體的散列表中的元素 Node<K,V> p; // n:表示散列表數(shù)組的長(zhǎng)度 // i:表示路由尋址的結(jié)果 int n, i; // 將 table 賦值發(fā)給 tab,如果 tab == null,說(shuō)明 table 還沒(méi)有被初始化。則此時(shí)是需要去創(chuàng)建 table 的 // 為什么這個(gè)時(shí)候才去創(chuàng)建散列表,因?yàn)榭赡軇?chuàng)建了 HashMap 時(shí)候可能并沒(méi)有存放數(shù)據(jù),如果在初始化 HashMap 的時(shí)候創(chuàng)建散列表,勢(shì)必會(huì)造成空間的浪費(fèi) // 這里也就是延遲初始化的邏輯 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 如果 p == null,說(shuō)明尋址到的桶沒(méi)有元素。那么就將 key-value 封裝到 Node 中,并放到尋址到的下標(biāo)為 i 的位置 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); // 到這里說(shuō)明 該位置已經(jīng)有數(shù)據(jù)了,且此時(shí)可能是鏈表結(jié)構(gòu),也可能是樹(shù)結(jié)構(gòu) else { // e 表示找到了一個(gè)與當(dāng)前要插入的 key-value 一致的元素 Node<K,V> e; // 臨時(shí)的 key K k; // p 的值就是上一步 if 中的結(jié)果即:此時(shí)的(p = tab[i = (n - 1) & hash])不等于 null // p 是原來(lái)的已經(jīng)在 i 的位置的元素,且新插入的 key 是等于 p 中的 key // 說(shuō)明找到了和當(dāng)前需要插入的元素相同的元素(其實(shí)就是需要替換而且) if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // 將 p 的值賦值給 e e = p; // 說(shuō)明已經(jīng)樹(shù)化,紅黑樹(shù)會(huì)有單獨(dú)的文章介紹,本文不再闡述 else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { // 如果 p.next == null 說(shuō)明 p 是最后一個(gè)元素,說(shuō)明,該元素在鏈表中也沒(méi)有重復(fù)的 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { // 直接將 key-value 封裝到 Node 中并且添加到 p 的后面 p.next = newNode(hash, key, value, null); // 當(dāng)元素已經(jīng)是 7 了,再來(lái)一個(gè)就是 8 個(gè)了,那么就需要進(jìn)行樹(shù)化 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st // 樹(shù)化 treeifyBin(tab, hash); break; } // 在鏈表中找到了某個(gè)和當(dāng)前元素一樣的元素,即需要做替換操作了 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; // 將e(即p.next)賦值給e,這就是為了繼續(xù)遍歷鏈表的下一個(gè)元素(沒(méi)啥好說(shuō)的)下面的有張圖幫助大家理解 p = e; } } // 如果條件成立,說(shuō)明找到了需要替換的數(shù)據(jù) if (e != null) { // 這里不就是使用新的值賦值為舊的值嘛 V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; // 這個(gè)方法沒(méi)用,里面啥都沒(méi)有 afterNodeAccess(e); // HashMap put 方法的返回值是原來(lái)位置的元素值 return oldValue; } } // 上面說(shuō)過(guò),對(duì)于散列表 結(jié)構(gòu)修改次數(shù),那么就修改 modCount 的次數(shù) ++modCount; // size 即散列表中的元素個(gè)數(shù),添加后需要自增,如果自增后的值大于擴(kuò)容的閾值,那么就觸發(fā)擴(kuò)容操作 if (++size > threshold) resize(); // 啥也沒(méi)干 afterNodeInsertion(evict); // 原來(lái)位置沒(méi)有值,那么就返回 null 唄 return null; }
⑥Resize方法
什么情況下會(huì)擴(kuò)容(擴(kuò)原來(lái)的2倍):
- 容器初始化的時(shí)候
- 元素個(gè)數(shù)大于臨界值的時(shí)候
- 桶中的個(gè)數(shù)大于8時(shí),并且數(shù)量小于64時(shí)
HashMap的擴(kuò)容是什么: - 首先會(huì)新建一個(gè)比原來(lái)大于2倍的哈希表
- 遍歷舊哈希表的每個(gè)桶,重新計(jì)算桶的元素的新位置(rehash方式)
- 如果高位新增1,則 原位置+舊容器
- 如果高位沒(méi)有新增1,則 原位置
- 將計(jì)算出新位置的元素放進(jìn)新哈希表中,
- 并且將舊哈希表中對(duì)應(yīng)的元素設(shè)置為null,方便后面GC回收
final Node<K,V>[] resize() { //得到當(dāng)前數(shù)組 Node<K,V>[] oldTab = table; //如果當(dāng)前數(shù)組等于null長(zhǎng)度返回0,否則返回當(dāng)前數(shù)組的長(zhǎng)度 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; //當(dāng)前閥值點(diǎn) 默認(rèn)是12(16*0.75) int oldThr = threshold; int newCap, newThr = 0; //如果老的數(shù)組長(zhǎng)度大于0 //開(kāi)始計(jì)算擴(kuò)容后的大小 if (oldCap > 0) { // 超過(guò)最大值就不再擴(kuò)充了,就只好隨你碰撞去吧 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { //修改閾值為int的最大值 threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab; } /* 沒(méi)超過(guò)最大值,就擴(kuò)充為原來(lái)的2倍 1)(newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY 擴(kuò)大到2倍之后容量要小于最大容量 2)oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 原數(shù)組長(zhǎng)度大于等于數(shù)組初始化長(zhǎng)度16 */ else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) //閾值擴(kuò)大一倍 newThr = oldThr << 1; // double threshold } //老閾值點(diǎn)大于0 直接賦值 else if (oldThr > 0) // 老閾值賦值給新的數(shù)組長(zhǎng)度 newCap = oldThr; else {// 直接使用默認(rèn)值 newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//16 newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); } // 計(jì)算新的resize最大上限 if (newThr == 0) { float ft = (float)newCap * loadFactor; newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE); } //新的閥值 默認(rèn)原來(lái)是12 乘以2之后變?yōu)?4 threshold = newThr; //創(chuàng)建新的哈希表 @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) //newCap是新的數(shù)組長(zhǎng)度--》32 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; table = newTab; //判斷舊數(shù)組是否等于空 if (oldTab != null) { // 把每個(gè)bucket都移動(dòng)到新的buckets中 //遍歷舊的哈希表的每個(gè)桶,重新計(jì)算桶里元素的新位置 for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { Node<K,V> e; if ((e = oldTab[j]) != null) { //原來(lái)的數(shù)據(jù)賦值為null 便于GC回收 oldTab[j] = null; //判斷數(shù)組是否有下一個(gè)引用 if (e.next == null) //沒(méi)有下一個(gè)引用,說(shuō)明不是鏈表,當(dāng)前桶上只有一個(gè)鍵值對(duì),直接插入 newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; //判斷是否是紅黑樹(shù) else if (e instanceof TreeNode) //說(shuō)明是紅黑樹(shù)來(lái)處理沖突的,則調(diào)用相關(guān)方法把樹(shù)分開(kāi) ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); else { // 采用鏈表處理沖突 Node<K,V> loHead = null, loTail = null; Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; Node<K,V> next; //通過(guò)上述講解的原理來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的新位置 do { // 原索引 next = e.next; //這里來(lái)判斷如果等于true e這個(gè)節(jié)點(diǎn)在resize之后不需要移動(dòng)位置 if ((e.hash & oldCap) == 0) { if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } // 原索引+oldCap else { if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null); // 原索引放到bucket里 if (loTail != null) { loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } // 原索引+oldCap放到bucket里 if (hiTail != null) { hiTail.next = null; newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab; }
流程圖:
⑦Remove方法
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value, boolean matchValue, boolean movable) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index; if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) { Node<K,V> node = null, e; K k; V v; if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // index 元素只有一個(gè)元素 node = p; else if ((e = p.next) != null) { if (p instanceof TreeNode) // index處是一個(gè)紅黑樹(shù) node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key); else { // index處是一個(gè)鏈表,遍歷鏈表返回node do { if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) { node = e; break; } p = e; } while ((e = e.next) != null); } } // 分不同情形刪除節(jié)點(diǎn) if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value || (value != null && value.equals(v)))) { if (node instanceof TreeNode) ((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable); else if (node == p) tab[index] = node.next; else p.next = node.next; ++modCount; --size; afterNodeRemoval(node); return node; } } return null; }
五、擴(kuò)展
源碼符號(hào)(位運(yùn)算符)的解釋
>>> 和 >> 的區(qū)別
無(wú)符號(hào)右移運(yùn)算符。它將操作數(shù)的二進(jìn)制表示向右移動(dòng)指定的位數(shù)。
- >>>:它在右移時(shí),無(wú)論正數(shù)還負(fù)數(shù),高位都補(bǔ) 0。
- >>:它在右移時(shí),正數(shù)高位補(bǔ) 0,負(fù)數(shù)高位都補(bǔ) 1。
例子如下:
n = n >>> 2; // 假設(shè)n等于-15 00000000 00000000 00000000 00001111 // 15 0000000000 00000000 00000000 00001111 //15的二進(jìn)制從高位右移2位 ------------------------------------------------- 00000000 00000000 00000000 00000011 //15右移之后3 n = n >> 2; // 假設(shè)n等于-15 00000000 00000000 00000000 00001111 // -15 11000000 00000000 00000000 0000001111 //-15的二進(jìn)制從高位右移2位 ------------------------------------------------- 11000000 00000000 00000000 00000011 //-15右移之后3
^ 和 & 的區(qū)別
- ^(按位與運(yùn)算):運(yùn)算規(guī)則:相同的二進(jìn)制數(shù)位上,都是1的時(shí)候,結(jié)果為 1,否則為 0。
- &(按位異或運(yùn)算):運(yùn)算規(guī)則:相同的二進(jìn)制數(shù)位上,數(shù)字相同,結(jié)果為 0,不同為 1。
例子如下:
n = i^j // 假設(shè)i等于10,j 等于15 00000000 00000000 00000000 00001000 // i=10 00000000 00000000 00000000 00001100 // j=15 ------------------------------------------------- 00000000 00000000 00000000 00001000 // n=10 n = i&j // 假設(shè)i等于10,j 等于15 00000000 00000000 00000000 00001000 // i=10 00000000 00000000 00000000 00001100 // j=15 ------------------------------------------------- 00000000 00000000 00000000 00000100 // n=5
總結(jié)
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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