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  • P8 Java 13中 HashMap的 put方法

    Put函数源码解析

          HashMap的put方法执行过程可以通过下图来理解(摘自某大厂的博客,推荐从参考文献的链接去查看原文),自己有兴趣可以去对比源码更清楚地研究学习。 

     

          ①.判断键值对数组table[i]是否为空或为null,否则执行resize()进行扩容;

          ②.根据键值key计算hashCode值进而求得元素的数组索引i,如果table[i]==null,直接新建节点添加,转向⑥;否则,转向③;

          ③.判断table[i]的首个元素是否和key一样,如果相同直接覆盖value;否则,转向④,这里的相同指的是hashCode以及equals;

          ④.判断table[i] 是否是红黑树,如果是红黑树,则直接在树中插入键值对;否则,转向⑤;

          ⑤.遍历table[i],判断链表长度是否大于8,大于8的话把链表转换为红黑树,在红黑树中执行插入操作;否则,进行链表的插入操作;遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可;

          ⑥.插入成功后,判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold,如果超过,进行扩容。

           Java 8 中,HashMap的实现相比于Java 7做了很大的改变,但是,从Java 8 到 Java 13 ,其实现并未改变,下面分析 Java 13中 HashMap Put函数源码:

        /**
         * 链表转为红黑树的临界值
         */
        static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
        /**
         * 红黑树退化为链表的临界值
         */    
        static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
        // 构造函数 put
        public V put(K key, V value) {
            // 对key的hashCode()做hash
            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;
        // 步骤①:tab为空则创建
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) // 如果table为null或者没有元素,则扩容
            n = (tab = resize()).length;
        // 步骤②:计算index,并对null做处理
        // 如果首结点值为空,则创建一个新的首结点
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null); 
        else {    // 出现哈希碰撞,开始处理
            Node<K,V> e; K k;
          
            // 步骤③:节点key存在,直接覆盖value
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;   // 判断元素相等的标准:p与新元素有相同的哈希值和key值
            // 步骤④:判断该链为红黑树
            // 如果首结点的类型是红黑树类型,则按照红黑树方法添加该元素
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            // 步骤⑤:判断该链为链表
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {  // 如果遍历到末尾时,先在尾部追加该元素结点
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // 当遍历的结点数目大于8时,则采取树化结构
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    // 如果找到与新元素具有相同的hash和key值的结点,则停止遍历。此时e已经记录了该结点
                    if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;// p指向下一个节点
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                // 如果允许修改节点,则修改
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                   e.value = value;
                afterNodeAccess(e);  //节点被访问的回调函数,可根据需要覆盖
                return oldValue; // 返回旧值
            }
        }
        ++modCount; //如果执行到了这里,说明插入了一个新的节点,所以会修改modCount,以及返回null
        //步骤⑥:超过最大容量时进行扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict); // 这个是空函数,可根据需要覆盖
        return null;
    }

          分析:

          1 数组tab为null或为空?若是,则resize();

          2计算key的hash值i,若tab[i]==null,新建节点;否则,转入3

          3 判断首节点处理hash冲突的方式是链表还是红黑树(check第一个节点类型),分别处理。

          例如,使用链表处理时,利用Node类的next变量来实现链表,把最新的元素放到链表头,旧的数据则被最新元素的next变量引用。

     桶的树形化 treeifyBin()

    //将桶内所有的 链表节点 替换成 红黑树节点
    
    final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
      int n, index; Node<K,V> e;
       //如果当前哈希表为空,或者哈希表中元素的个数小于树形化阈值,就去新建/扩容
      if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
           resize();
       else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
           //如果哈希表中的元素个数超过了 树形化阈值,进行树形化
           // e 是哈希表中指定位置桶里的链表节点,从第一个开始
           TreeNode<K,V> hd = null, tl = null; //红黑树的头、尾节点
            do {
                //新建一个树形节点,内容和当前链表节点 e 一致
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null) //确定树头节点
                    hd = p;
               else {
                   p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null); 
            //让桶的第一个元素指向新建的红黑树头结点,以后这个桶里的元素就是红黑树而不是链表了
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
     }
        TreeNode<K,V> replacementTreeNode(Node<K,V> p, Node<K,V> next) {
        return new TreeNode<>(p.hash, p.key, p.value, next);
    }

    Reference

    https://zhuanlan.zhihu.com/p/21673805

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/east7/p/12797601.html
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