jdk7中HashMap知识点整理

1

HashMap中的几个重要变量

默认初始容量,必须是2的n次方 
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

最大容量,当通过构造方法传入的容量比它还大时,就用这个最大容量,必须是2的n次方
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

默认负载因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

用来存储键值对,可以看到键值对都是存储在Entry中的
transient Entry<K,V>[] table;

//capacity * load factor,超过这个数就会进行再哈希
int threshold;

HashMap中的元素是用名为tableEntry数组来保存的,默认大小是16

capacity:数组的容量
load_factor:负载因子
threshold:实际能承载的容量,等于上面两个相乘,当size大于threshold时,就会进行rehash

jdk7中在面对key为String的时候采用了区别对待,会有alternative hashing,但是这个在jdk8中已经被删除了

存储结构

图片描述

Entry是一个链表结构,不仅包含keyvalue,还有可以指向下一个的next

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;

        /**
         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }
        ...

put方法

public V put(K key, V value) {
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

首先通过hash方法对hashcode进行处理:

final int hash(Object k) {
        int h = 0;
        h ^= k.hashCode();

        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }

可以看到只是在keyhashcode值上做了一些处理,通过hash计算出来的值将会使用indexFor方法找到它应该所在的table下标:

static int indexFor(int h, int length) {
        return h & (length-1);
    }

这个方法其实相当于对table.length取模。

当需要插入的keynull时,调用putForNullKey方法处理:

 private V putForNullKey(V value) {
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        addEntry(0, null, value, 0);
        return null;
    }

putForNullKey方法只从table[0]这个位置开始遍历,因为keynull只放在table中的第一个位置,下标为0,在遍历中如果发现已经有keynull了,则替换新value,返回旧value,结束;如果还没有keynull,调用addEntry方法增加一个Entry:

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }

        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }

可以看到jdk7中resize的条件已经发生改变了,只有当 size>=threshold并且 table中的那个槽中已经有Entry时,才会发生resize。即有可能虽然size>=threshold,但是必须等到每个槽都至少有一个Entry时,才会扩容。还有注意每次resize都会扩大一倍容量

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
        size++;
    }

最后看createEntry,它先保存这个桶中的第一个Entry,创建新的Entry放入第一个位置,将原来的Entry接在后面。这里采用的是头插法插入元素。

get方法

其实get方法和put方法如出一辙,怎么放的怎么拿

public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        Entry<K,V> entry = getEntry(key);

        return null == entry ? null : entry.getValue();
    }

key为null时,还是去table[0]去取:

private V getForNullKey() {
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null)
                return e.value;
        }
        return null;
    }

否则调用getEntry方法:

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }

这个方法也是通过key的hashcode计算出它应该所在的下标,再遍历这个下标的Entry链,如果key的内存地址相等(即同一个引用)或者equals相等,则说明找到了

hash的原则

A、等幂性。不管执行多少次获取Hash值的操作,只要对象不变,那么Hash值是固定的。如果第一次取跟第N次取不一样,那就用起来很麻烦.

B、对等性。若两个对象equal方法返回为true,则其hash值也应该是一样的。举例说明:若你将objA作为key存入HashMap中,然后new了一个objB。在你看来objB和objA是一个东西(因为他们equal),但是使用objB到hashMap中却取不出来东西。

C、互异性。若两个对象equal方法返回为false,hash值有可能相同,但最好是不同的,这个不是必须的,只是这样做会提高hash类操作的性能(碰撞几率低)。

解决hash碰撞的方法:
开放地址法
链地址法

hashmap采用的就是链地址法,这种方法好处是无堆积现象,但是next指针会占用额外空间

和jdk8中的HashMap区别

在jdk8中,仍然会根据key.hashCode()计算出hash值,再通过这个hash值去定位这个key,但是不同的是,当发生冲突时,会采用链表和红黑树两种方法去处理,当结点个数较少时用链表(用Node存储),个数较多时用红黑树(用TreeNode存储),同时结点也不叫Entry了,而是分成了Node和TreeNode。再最坏的情况下,链表查找的时间复杂度为O(n),而红黑树一直是O(logn),这样会提高HashMap的效率。
jdk8中的HashMap中定义了一个变量TREEIFY_THRESHOLD,当节点个数>= TREEIFY_THRESHOLD - 1时,HashMap将采用红黑树存储

参考资料:jdk8 HashMap

和Hashtable的区别

Hashtable 和 HashMap的区别

你可能感兴趣的

iamzhoug37 · 2015年08月31日

感觉分离链接不是无堆积吧?在同一个链表里的不就是堆积吗?

回复

浮生若梦的编程 · 2015年09月02日

和jdk8中的HashMap区别_第一段_最后一句中, 是"提高"?

回复

心晴good 作者 · 2015年09月02日

是提高,感谢提醒,老是写错字

回复

浮生若梦的编程 · 2015年09月03日

总结得很不错,受益了

回复

载入中...