jdk1.7 HashMap源码阅读
文章目录
- jdk1.7 HashMap源码阅读
- 1）HashMap中的字段
- 2）节点类Entry
- 2）构造函数
- 3）添加元素
- ->1 put()：入口
- ->2 addEntry()
- ->3 resize()：扩容操作
- ->4 createEntry()：最终的插入操作
- 4）获取元素
- ->1 get()：入口
- --> getEntry()：获取key对应的Entry节点
1.7 HashMap底层使用的是（Entry）数组+链表实现线程不安全，在多个线程进行插入操作时，可能会出现死循环，数据覆盖问题
1.8 中HashMap底层使用的是（Node）数组+链表+红黑树实现，不会出现死循环，但仍有数据覆盖问题， 需要线程安全的话，建议使用ConcurrentHashMap
1）HashMap中的字段
// 默认初始容量=16，必须为2的幂
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
// Map最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 构造函数未指定负载因子时，使用的默认负载因子：0.75
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
transient Entry<K,V>[] table;
// hash表中存储的实际元素个数
transient int size;
int threshold;
// 手动指定的负载因子
final float loadFactor;
// 此字段用于使HashMap的Collection-view上的迭代器快速失败
transient int modCount;
// 默认阈值，可以使用上面的 threshold覆盖该值
static final int ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD_DEFAULT = Integer.MAX_VALUE;
// 如果值为true，则对字符串键执行备用哈希处理，以减少由于哈希码计算能力较弱而导致的冲突发生率。
transient boolean useAltHashing;
2）节点类Entry
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
//...略
}
2）构造函数
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
//参数有效判断
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
// Find a power of 2 >= initialCapacity
int capacity = 1;
// 确保初始容量是2的幂，比如指定initialCapacity=12，经过这里后，capacity=16
// 即：找到不小于“指定容量”的最小2次幂
while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1;
// 初始化负载因子、计算阈值
this.loadFactor = loadFactor;
threshold = (int)Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
// 初始化散列表
table = new Entry[capacity];
useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&
(capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
init();
}
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
public HashMap() {
this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
3）添加元素
总体流程：
- 计算散列位置，判断是否有该key,如果有，则使用新值覆盖旧值
- 没有的话，进入addEntry()
- 判断当前元素个数是否大于阈值，大于的话
- 进行扩容resize()，2倍扩容hash表长
- 然后将元素重新映射到新表上
- 小于当前阈值，进入createEntry()，使用头插法插入元素
->1 put()：入口
作用：
如果key已经存在，则新值取代旧值。
不存在则进入addEntry()方法
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
// 计算插入的索引
int i = indexFor(hash, table.length);
// 在以table[i]为头结点的链表上寻找是否已经有该key,如果有，用新值替代旧值
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);
//返回旧值
return oldValue;
}
}
modCount++;
//添加Entry节点
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
//计算key的hash值
final int hash(Object k) {
int h = 0;
if (useAltHashing) {
if (k instanceof String) {
return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
}
h = hashSeed;
}
h ^= k.hashCode();
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
->2 addEntry()
作用：
- 判断size是否大于阈值，大于则进行扩容resize()，并重新计算key的散列位置
- 小于则进入createEntry() 使用头插法插入元素
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//如果当前元素个数 size>= 阈值 ，同时插入的位置已经有元素了--->扩容
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
//扩容操作，2倍扩容。扩的是散列表的长度
resize(2 * table.length);
//重新计算key的hash值
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
//重新计算散列位置
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
//最终的插入操作
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
->3 resize()：扩容操作
作用：
- 创建一个新的hash表（Entry数组），进入
transfer()，将原来的hash表中元素散列到新hash表- 重新计算阈值
void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
// 如果老散列表长度已经=HashMap最大容量【2^30】
// -->修改阈值为Integer的最大值【2^31-1】，不再扩容
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
// 根据新散列表长创建一个新的散列表
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
boolean oldAltHashing = useAltHashing;
useAltHashing |= sun.misc.VM.isBooted() &&
(newCapacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
boolean rehash = oldAltHashing ^ useAltHashing;
//数据转移到新表上
transfer(newTable, rehash);
table = newTable;
//计算新阈值
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
int newCapacity = newTable.length;
for (Entry<K,V> e : table) {
//e：每一个链表头
while(null != e) {
// 先保留头结点下一元素
Entry<K,V> next = e.next;
if (rehash) {
e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
}
// 计算新的散列位置
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
// 取旧表的表头使用头插法再次插入新表
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}
->4 createEntry()：最终的插入操作
作用：
- 使用头插法插入元素
//采用的是头插法，
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
// 先保留老头结点，后面会连上
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}
4）获取元素
->1 get()：入口
作用：
- 如果键为空，则返回空键对应的值或null
- 不为空，进入getEntry()
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry<K,V> entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
}
–> getEntry()：获取key对应的Entry节点
作用：
- 根据key计算散列索引，然后判断该索引对应的链表是否含有key
- 有则返回key对应的节点，无返回null
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;
}
