深入理解HashMap底层实现原理
一、HashMap (JDK8)put(K key, V value)底层实现
1. 首先判断这个hashmap是否为空,为空就初始化一个hashmap
2. 根据key 计算hashcode()值,和数组长度-1 进行&(等价于求余), 得到bucket的位置
3. 得到位置后 判断该处的值是否为空 如果为空 直接插入
4. 如果不为空,判断数组后面链接的是否是一棵树,是树就将其put到这颗树中。
5. 不是树,先挂在链表后面,然后判断链表大小是否大于8,大于8就要把链表转换成树
源码:
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab;
Node<K,V> p;
int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
/*如果table的在(n-1)&hash的值是空,就新建一个节点插入在该位置*/
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//&相当于取余
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
/*表示有冲突,开始处理冲突*/
else {
Node<K,V> e;
K k;
/*检查第一个Node,p是不是要找的值*/
if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)//数组后面是否为树,如果是树则将其put到树中
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value)
else {//否则挂在链表后面
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
/*指针为空就挂在后面*/
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//如果冲突的节点数已经达到8个,看是否需要改变冲突节点的存储结构,
//treeifyBin首先判断当前hashMap的长度,如果不足64,只进行
//resize,扩容table,如果达到64,那么将冲突的存储结构为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
/*如果有相同的key值就结束遍历*/
if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
/*就是链表上有相同的key值*/
if (e != null) { // existing mapping for key,就是key的Value存在
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;//返回存在的Value值
}
}
++modCount;
/*如果当前大小大于门限,门限原本是初始容量*0.75*/
if (++size > threshold)
resize();//扩容两倍
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
二、扩容
hashmap 默认大小16,每次扩大两倍(增加一倍),加载因子默认是0.75,当 hashmap容量大于 数组长度 * 加载因子的时候就会扩容,也就是初始达到12 的时候就会扩容
扩容时先重建一个2倍长度的数组,然后重新 hash
加载因子表示数组填充的程度,加载因子越大填充的越满,空间利用率越高,但冲突越大,加载因子越小,空间利用率越低,但冲突小,一般平衡在0.75
为什么每次数组的大小都是2的次幂?
1.在计算哈希桶下标的时候hash值和 数组长度减一按位与,数组长度是2的倍数减一二进制表示都是1,速度快;
2. hash & (array.length-1)相当于对array.length-1 取模运算,也就是 % 运算,&效率比%高;
3.数组长度是2的次幂,不同key求的hash值相同几率很小,冲突小,查询快
三、HashMap和HashTable的区别
1. hashmap 的 key 可以为 null,hashtable不行,为空时,hashcode默认为0。
2. hashtable是线程安全的,方法前面都有 synchronized 关键字。
3. hashtable继承Dictionary 类,hashmap继承 AbstractMap类,但都实现了 Map、Cloneable、Serializable接口
四、如何保证HashMap线程安全
1. 使用ConcurrentHashMap
2. Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Integer>());
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