HashMap是一个普遍应用于各大JAVA平台的最最最常用的数据结构。<K,V>的存储形式使HashMap备受广大java程序员的喜欢。JDK8中HashMap发生了很大的变化,例如:之前在JDK7中存在的indexFor方法被移除了,哈希碰撞后不再单纯的使用链表来解决,而是使用红黑树+单向链表来解决,之前Entry<K,V>也改换为Node<K,V>。对于红黑树我觉得这个是稍微有些复杂的,包括插入和删除,红黑树的旋转和5个基本原则我觉得这个是需要花时间来慢慢整理的。对数据结构的理解一定是关键中的关键。使用红黑二叉树的主要目的就是提升了检索的效率,O(N)->O(logN)
下面就我自己对HashMap的理解做一些总结。以下代码均来自jdk 1.8.0_73
- 基础部分
(1)组成结构:通俗的说,HashMap就是结合了哈希表和链表的一种实现,在JDK8之前,之所以采用链表的目的其实是在于方便解决哈希碰撞带来的影响,提高hash值相同的插入速度。但是当一个桶转化为一个链表的时候,效率还是会有所下降。在JDK8之后采用链表+红黑树的方式来解决哈希碰撞带来的问题HashMap底层维护一个数组,数组中的每一项都是一个Node<K,V>。
1 transient Node<K,V>[] table;//哈希表
2
3 transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;//缓存
我们向 HashMap中所存储的数据实际上是存储在该数组当中,而HashMap中的key,value则是以Node<K,V>的形式存放在数组中。而这个Node应该放在数组的哪一个位置上(这个位置通常称为位桶或者hash桶,即hash值相同的Entry会放在同一位置,用链表相连或是红黑树),是通过key的hashCode来计算的。
1 static final int hash(Object key) { 2 int h; 3 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); 4 }
Map的put方法:其实看起来还是有点麻烦的,源码上put方法上的注释提示了,如果key值相同则会替换。
1 /** 2 * 3 * 4 * 将给定的value映射到Map上,如果该map上存在相同的key值,则会替换为现有的值 5 * 6 * @param key key with which the specified value is to be associated 7 * @param value value to be associated with the specified key 8 * @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or 9 * <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>. 10 * (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map 11 * previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.) 12 */ 13 public V put(K key, V value) { 14 return putVal(hash(key), key, value, false, true); 15 }
putVal可以划分为这样的一个流程:
1)当前哈希表是否为空,如果为空就初始化一个
2)然后插入这个value,要是这个数组没有就插入,有的话就替代原先的value
3)要是hash碰撞了,看看当前位置是红黑树还是链表,然后插入。同样,要是发现key相同则进行覆盖。
4)要是当前链表长度超过阈值了(默认是8),就转红黑树
这里要有个约定:
1) 哈希表是一个大的数组,类型是Node<K,V>,规定这个是每个桶,
2)桶里装的是bin
3)size是node的数量,也就是你实际存放K,V的数量
4)capacity是桶的数量,没规定初始化容量时,一般默认是16个
1 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, 2 boolean evict) { 3 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; 4 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) 5 n = (tab = resize()).length; 6 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) 7 tab[i] = newNode(hash, key, value, null); 8 else { 9 Node<K,V> e; K k; 10 if (p.hash == hash && 11 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) 12 e = p; 13 else if (p instanceof TreeNode) 14 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); 15 else { 16 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { 17 if ((e = p.next) == null) { 18 p.next = newNode(hash, key, value, null); 19 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st 20 treeifyBin(tab, hash); 21 break; 22 } 23 if (e.hash == hash && 24 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) 25 break; 26 p = e; 27 } 28 } 29 if (e != null) { // existing mapping for key 30 V oldValue = e.value; 31 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) 32 e.value = value; 33 afterNodeAccess(e); 34 return oldValue; 35 } 36 } 37 ++modCount; 38 if (++size > threshold) 39 resize(); 40 afterNodeInsertion(evict); 41 return null; 42 }