简单介绍下hashMap的结构和底层代码_hashmap底层的数组结构介绍一下?-优快云博客

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这篇文章是为了一个人介绍一下hashMap的结构，这个人就是笨蛋小拽女

一、hashMap的数据结构（简单，小拽女好好看看）

java1.7：数组 + 链表

java1.8：数组 + 链表 + 红黑树

咱就看java1.8，只看数组 + 链表，先不考虑链表转红黑树的情况

直接上图

1、下面只是简单的介绍下hashMap的结构和put过程

2、hashMap.get(key)方法获取数据流程（和上面put()方法寻址的方式一样）

1）先根据key通过hash算法计算出hash值，再与数组下标取余操作计算出key所在的下标

2）通过equest()判断该下标下是否有和入参key相同的key，有就返回该key对应的value，没有就返回null

二、下面讲一下底层逻辑（也不难）

1、hash算法步骤

1）通过key.hashCode()方法计算出hashCode

2）将hashCode右移16位

3）拿原hashCode值与右移16位之后的值相异或（异或运算）

说个前提：String中的hashCode()方法是继承Object里的hashCode()之后重写的

举例：你的key的hashCode值是 0001 0111 0001 1111

右移 >>16

右移16位之后是 0000 0000 0001 0111

底层源码

2、上面根据异或运算计算出hash值，下面根据hash值计算出数组下标

（n - 1）& hash

看下上面的代码，n表示数组的长度，hash代表刚才计算给出的hash值，&与运算符。

因为新建的hashMap，如果你没有指定数组长度，默认长度是16

如上图所示，（n - 1）& hash = 8，所以当前键值对应该放在数组下标为8的位置

注意：为啥n要减去1呢，16 = 0000 0000 0001 0000，15 = 0000 0000 0000 1111，可以看出2的4次幂16转成二进制里面只有一个1，而15后四位都是1。这样能保证与运算的结果最大程度上和每个key计算出的hash值有关，减少hash冲突。你想，（n - 1）转成二进制的后几位都是1，而与运算规则又是对应位都为1才输出1，所以这样决定权就交给每个key的hash值了，能保证不同的key均匀分布在每个数组下标里。

提示：（n - 1）& hash 与 hash % （n - 1）结果一样，前者是刚才说的位运算，后者是余运算，两者的计算结果相同，因为位运算的效率比较高（因为是二进制计算，所以快嘛，计算机里的数据就是二进制存储的），所以使用的位运算（n - 1）& hash

思考：为啥数组的长度都是2的次幂呢，后面在数组扩容的时候会讲

3、下面结合源码讲下put的过程

上图显示，hashMap的put方法里调用的是putVal()方法，putVal方法的第一个入参传入的是key通过hash算法返回的hash值，下面介绍putVal方法

补充：上面漏掉了一部分代码

4、下面讲下扩容，resize()方法

扩容分为两步：（1）计算新的容量；（2）重新计算key所对应新容量的下标进行填充数据

第一步代码解析：

第二部代码解析：

说一下为啥每次扩容都是2的n次幂呢，上面的注意里就给出了解释，2的n次幂转换成二进制只有一个位有1，而2的n次幂减1，低位全为1。

例如：16 = 0000 0000 0001 0000，15 = 0000 0000 0000 1111

注意：还有就是，就算你创建HashMap对象时指定了容量，构造方法中的tableSizeFor()也会根据你传的值，计算出一个最小2的幂。

例如：new HashMap<String, Object>(10)， tableSizeFor()会计算出比入参大的最小的2的次幂是2的4次幂16

下面以10为例讲一下tableSizeFor()这个方法：

首先 int n = cap - 1 = 10 - 1 = 9，下面看看9的二进制数

9 = 0000 0000 0000 1001

n |= n >>> 1

n = n | n >>> 1

n = 0000 0000 0000 1001| 0000 0000 0000 1001>>> 1

n = 0000 0000 0000 1001| 0000 0000 0000 0100

n = 0000 0000 0000 1101

n | = n >>> 2

n = n | n >>> 2

n = 0000 0000 0000 1101 | 0000 0000 0000 1101 >>> 2

n = 0000 0000 0000 1101 | 0000 0000 0000 0011

n = 0000 0000 0000 1111

n | = n >>> 4

n = n | n >>> 4

n = 0000 0000 0000 1111 | 0000 0000 0000 1111 >>> 4

n = 0000 0000 0000 1111 | 0000 0000 0000 0000

n = 0000 0000 0000 1111

n | = n >>> 8

n = n | n >>> 8

n = 0000 0000 0000 1111 | 0000 0000 0000 1111 >>> 8

n = 0000 0000 0000 1111 | 0000 0000 0000 0000

n = 0000 0000 0000 1111

n | = n >>> 16

n = n | n >>> 16

n = 0000 0000 0000 1111 | 0000 0000 0000 1111 >>> 16

n = 0000 0000 0000 1111 | 0000 0000 0000 0000

n = 0000 0000 0000 1111

n = 15

return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;