集合源码解析：HashMap的底层实现原理(jdk8.0)

JDK8 HashMap底层实现

最新推荐文章于 2025-09-28 09:00:00 发布

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本文深入解析JDK8中HashMap的底层实现原理，包括其存储结构、内部机制、源码解析，以及如何通过红黑树优化存储效率。

源码解析JDK8.0集合：HashMap底层实现原理

一、HashMap的概述

HashMap是Map接口的实现类，键值对存储(基于哈希表的映射：根据指定的键，可以获取对应

的值)，并允许null作为键和值，线程不安全，即方法为非同步方法。这一点jdk7.0 和 jdk8.0没

有区别。

二、HashMap的存储结构

jdk7.0中的HashMap采用数组+链表形式进行存储，但是如果一个数组对应的链表长度过大

时，通过key进行查询时效率较低；为了提高效率，jdk8.0中HashMap最大的优化亮点就在

于采用了数组 + 链表 + 红黑树的存储方式。
jdk8.0的HashMap 底层结构依然是一个数组(默认长度为16)也称为哈希表，同样的数组元素

是一个单向的链表，每一个数组存储的元素代表的是每一个链表的头结点；但是当数组中某

并且一个链表长度>=8，数组的长度不小于 64 时，会将此链表转换为红黑树的存储方式，

存储结构如下：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fyEGNT4Z-1586609662644)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1572421716008.png)]$

三、HashMap内部实现原理机制(源码解析)

HashMap的基本元素

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
     
     
	/*
    	默认的初始容量为：16
    	1 << 4 代表将1左移4位：2^4 = 16
    */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
    
	//最大容量为2^30 = 1024*1024*1024 = 1073741824
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

	/* 默认的负载因子
    	负载因子表示一个散列空间的使用程度。
    	当向集合容器中添加元素的时候，会判断当前容器的个数：
    	如果当前容器的个数 > 阈(yu)值：即底层数组长度*负载因子
    */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    
	/*新增：
		如果数组某一个元素中的链表节点数 >= 8时，
		需要转换为 红黑树形式存储
	*/
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

	/*新增：
		如果数值中某一个 元素转换为红黑树存储之后，在之后的操作中
		检测到节点数 <6 时，则解散红黑树存储，再 转换为 链表形式
		进行存储
	*/
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
	
	/*新增：
		如果数组某一个元素中的链表节点数 >= 8时，需要转换为
		红黑树形式存储，但是 同时 需要 还满足此时的数组长度
		不能不小 64 ，否则也不会转换为 红黑树形式存储
	*/
	static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
	
	/*改变：
		jdk8.0中底层数组类型由 Entry 类型改变为 Node 类型
		但是 Node 为 Map.Entry接口的实现类
		(注意：Entry为Map接口中的内部接口)
	*/
	transient Node<K,V>[] table;

	// Map集合中键值对的 个数
	transient int size;
	
	// 记录对集合中元素修改的次数
    transient int modCount;

    /* 扩容的临界值(阈值)，或者所能容纳的key-value对的极限。
       当size>threshold的时候就会扩容
    */
    int threshold;

	// 加载因子
    final float loadFactor;

jdk8.0中HashMap的实现类中字段部分相对于 jdk7.0做出了部分的改变，没有改变的字段不再详细介绍，以下介绍的为改变或是新增的字段：

(1) TREEIFY_THRESHOLD = 8 和 MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64

数组中某一个元素对应的链表形式存储是否需要转换为红黑树进行存储的依据。

如果链表长度大于等于 8，同时Node[] table数组长度不小于 64，则将此链表转换为

红黑树进行存储。

(2) UNTREEIFY_THRESHOLD = 6

被转换为红黑树进行存储的再次转换为链表存储的临界值

(3) Node<K,V>[] table

Node<K,V>[] table 相当于 jdk7.0 中的Entry[] table，就是HashMap的底层的数组，

Node中包含了键和值，详见以下源码：

// 此静态内部类和内部的属性和方法都是包级访问权限
 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
     
     
     final int hash;
     final K key;
     V value;
     Node<K,V> next;

     Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
     
     
         this.hash = hash;
         this.key = key;
         this.value = value;
         this.next = next;
     }
     public final K getKey()        {
     
      return key; }
     public final V getValue()      {
     
      return value; }
     ....
｝