菜鸟初学JDK之HashMap

来源：互联网发布：腾讯电脑管家for mac 编辑：程序博客网时间：2024/06/03 11:46

初读JDK 1.8 之 1 —-HashMap

知识储备

- 泛型

-  E ->  Element   一般是在在集合中使用，集合中存放的是元素-  T ->  Type  指java 中的类-  K ->  Key 一般指键值对中的 key-  V ->  Value 一般指键值对中的 value-  ? ->  通配符, 一般说明赋值类型不确定

HashMap 中的几个变量

    /**     * 新建HashMap时 默认的初始容量 (必须是 2 的指数倍)     */    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 值是 16    /**     * HashMap 的最大容量 (必须是 2 的指数倍)     *      *      *      */    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;    /**     * 默认的 负载因子,可以大于 1     */    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;    /**     * The bin count threshold for using a tree rather than list for a     * bin.  Bins are converted to trees when adding an element to a     * bin with at least this many nodes. The value must be greater     * than 2 and should be at least 8 to mesh with assumptions in     * tree removal about conversion back to plain bins upon     * shrinkage.     */     //哈希桶中的 node 的数量增加到达八的时候,哈希桶中的存储结构由链表转化 为 红黑树     static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;    /**     * The bin count threshold for untreeifying a (split) bin during a     * resize operation. Should be less than TREEIFY_THRESHOLD, and at     * most 6 to mesh with shrinkage detection under removal.     */     //哈希桶中的 node 的数量减少到达 6 的时候,哈希桶中的存储结构由 红黑树转化为链表    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;    /**     * The smallest table capacity for which bins may be treeified.     * (Otherwise the table is resized if too many nodes in a bin.)     * Should be at least 4 * TREEIFY_THRESHOLD to avoid conflicts     * between resizing and treeification thresholds.     */     // 哈希桶用红黑树存储 node 时 ,该hashMap 的最小的容量, 什么意思呢,如果你的hashMap 的容量小于64 的话     //就算你哈希桶中的节点数 大于了 TREEIFY_THRESHOLD, 他也不会将 存储结构由链表转化为 红黑树, 而是进行     //扩容的操作    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;    //hashMap 中 存储元素的 node 数组,必须时 2 的指数辈    transient Node<K, V>[] table;    //hashMap 扩容时的阀值, 如果当 hashMap 存储的键值对大于这个阀值的时候, 就进行扩容操作    int threshold;

HashMap 中的主要使用流程

新建 hashMap (我这里从一般的无参构造开始,如果有兴趣了解一下hashMap 的有参构造,可以自行阅读源码)

public HashMap() {    //可以看出这里只是初始化了 负载因子    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}

添加键值对

public V put(K key, V value) {    return putVal(hash(key), key, value, false, true); }static final int hash(Object key) {   int h;  //首先获取key 的hash 值 然后与该值的 高位做异或运算   return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {    Node<K, V>[] tab;    Node<K, V> p;    int n, i;    //如果现在的 table 表是空,就resize 扩容(其中第一次扩容,会初始化这个hashMap 中的 table 数组和 threshold 为默认值)    //同时这里也把 旧的table 赋值给了 tab, 把长度给了 n    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)        n = (tab = resize()).length;    //寻找应该储存新的键值对的 索引 (n - 1) & hash    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)        //直接新建一个节点, 存入到指定的table索引处        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);    else {        Node<K, V> e;        K k;        //说明这个key 值已经存在了        if (p.hash == hash &&                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            e = p;        else if (p instanceof TreeNode)           // 说明这个哈希桶中是用红黑树存储node节点的           //如果key 值不存在,还是红黑树 节点, 如果红黑树中没有同样 key ,就直接成功插入, 返回就是 null, 否则红黑树           //就是有相同的key的node,直接返回该节点            e = ((TreeNode<K, V>) p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);        else {            //key 值不存在            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {                if ((e = p.next) == null) {                    //说明链表已经到尾部了,没有拥有该 key 的node,所以直接把新的键值对加到链表尾部                    p.next = newNode(hash, key, value, null);                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                        //如果链表的长度到达 TREEIFY_THRESHOLD - 1 ,就把这个链表重构成 红黑树                        treeifyBin(tab, hash);                    break;                }                if (e.hash == hash &&                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                    break;                p = e;            }        }        if (e != null) { // 说明有该key 在这个hashMap 中有重复的数据            V oldValue = e.value;            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)            //如果允许修改已有的键值对, 就直接覆盖旧的value                e.value = value;            afterNodeAccess(e);            return oldValue;        }    }    ++modCount;    //加入后 节点的数量加一, 如果节点的数量大约 threshold 就要重新扩容    if (++size > threshold)        resize();        afterNodeInsertion(evict);        return null;}

扩容 resize

final Node<K, V>[] resize() {    Node<K, V>[] oldTab = table;    //老的 table 的长度    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;    //老的扩容阀值     int oldThr = threshold;    int newCap, newThr = 0;    if (oldCap > 0) {        //说明原来是有数据的        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {        //如果老的 table 的长度已经大于 MAXIMUM_CAPACITY 就直接返回            threshold = Integer.MAX_VALUE;            return oldTab;        }//这个是如果老容量乘以二小于最大容量且老容量本身大于最初始化值 16 , 则threshold 扩大二倍        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&                oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)            newThr = oldThr << 1; // double threshold    } else if (oldThr > 0) //这里是指 oldCap <= 0 oldThr > 0 则将老的扩容阀值作为新的 table 的长度        newCap = oldThr;    else {            //这里就是用无参构造器构造hashMap 时第一次扩容        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;        //要重新 resize 的阀值 是你设定的长度和 load factor 的乘积 0.75        newThr = (int) (DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);    }    if (newThr == 0) {        float ft = (float) newCap * loadFactor;        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float) MAXIMUM_CAPACITY ?                (int) ft : Integer.MAX_VALUE);    }    threshold = newThr;    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })    Node<K, V>[] newTab = (Node<K, V>[]) new Node[newCap];    table = newTab;    if (oldTab != null) {        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {            Node<K, V> e;            //遍历所有老的Node            if ((e = oldTab[j]) != null) {                oldTab[j] = null;                if (e.next == null)                //如果该索引处只有一个节点,就直接把这个节点填到 e.hash & (newCap - 1)处                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;                else if (e instanceof TreeNode)                //如果该索引处是一个 红黑树,e 就是这个红黑树的根                    ((TreeNode<K, V>) e).split(this, newTab, j, oldCap);                else { // preserve order                //该索引处是一个链表                    Node<K, V> loHead = null, loTail = null;                    Node<K, V> hiHead = null, hiTail = null;                    Node<K, V> next;                    do {                        next = e.next;                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {                            if (loTail == null)                                loHead = e;                            else                                loTail.next = e;                            loTail = e;                        } else {                            if (hiTail == null)                                hiHead = e;                            else                                hiTail.next = e;                            hiTail = e;                        }                    } while ((e = next) != null);                    if (loTail != null) {                        loTail.next = null;                        newTab[j] = loHead;                    }                    if (hiTail != null) {                        hiTail.next = null;                        newTab[j + oldCap] = hiHead;                    }                }            }        }    }    return newTab;}

扩展和总结

HashMap 在jdk1.8 中是一个数组 + 链表+ 红黑树的结构
HashMap 支持key和value 为 null,但是key为null的键值对永远都放在以table[0]为头结点的链表中。
HashMap 不是线程安全的,在并发的环境开发,建议用 ConcurrentHashMap
HashMap 中哈希桶转化为红黑树的阀值是 8 , 转化为链表的阀值是 6 , 中间有2个缓冲值的原因是避免频繁的切换浪费计算机资源。
HashTable 是线程安全的,但是hashTable 的key 和 value 均不可为null

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