源码分析:HashMap

本文深入剖析了Java中的HashMap实现,包括其基本属性、构造方法及核心get方法的工作原理。介绍了HashMap如何通过哈希算法提高查找效率,并探讨了空值处理、哈希冲突解决策略等问题。

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            HashMap是Java新Collection Framework中用来代替HashTable的一个实现,HashMap和HashTable的区别是: HashMap是未经同步的,而且允许null值。HashTable继承Dictionary,而且使用了Enumeration,所以被建议不要使用。
HashMap的声明如下:
public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable,Serializable
有关AbstractMap:http://blog.youkuaiyun.com/treeroot/archive/2004/09/20/110343.aspx
有关Map:http://blog.youkuaiyun.com/treeroot/archive/2004/09/20/110331.aspx
有关Cloneable:http://blog.youkuaiyun.com/treeroot/archive/2004/09/07/96936.aspx
这个类比较复杂,这里只是重点分析了几个方法,特别是后面涉及到很多内部类都没有解释
不过都比较简单。


static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16; 默认初始化大小


static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; 最大初始化大小


static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 默认加载因子


transient Entry[] table; 一个Entry类型的数组,数组的长度为2的指数。


transient int size; 映射的个数


int threshold; 下一次扩容时的值


final float loadFactor; 加载因子


transient volatile int modCount; 修改次数


public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
   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);
   int capacity = 1;
   while (capacity < initialCapacity)
     capacity <<= 1;
   this.loadFactor = loadFactor;
   threshold = (int)(capacity * loadFactor);
   table = new Entry[capacity];
   init();
}


public HashMap(int initialCapacity) {
   this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}


public HashMap() {
   this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
   threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
      注意:这里应该是一个失误! 应该是:threshold =(int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * loadFactor);
   table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
   init();
}


public HashMap(Map m) {
   this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, DEFAULT_INITIAL_CAPACITY),                                   DEFAULT_LOAD_FACTOR);
   putAllForCreate(m);
}


void init() {}


static final Object NULL_KEY = new Object();


static Object maskNull(Object key){
   return (key == null ? NULL_KEY : key);
}


static Object unmaskNull(Object key) {
   return (key == NULL_KEY ? null : key);
}


static int hash(Object x) {
   int h = x.hashCode();
   h += ~(h << 9);
   h ^= (h >>> 14);
   h += (h << 4);
   h ^= (h >>> 10);
return h;
}
在HashTable中没有这个方法,也就是说HashTable中是直接用对象的hashCode值,但是HashMap做了改进 用这个 算法 来获得哈希值。


static boolean eq(Object x, Object y) {
   return x == y || x.equals(y);
}


static int indexFor(int h, int length) {
   return h & (length-1);
}
根据哈希值 和数 组的长度来返回该hash值在数组中的位置,只是简单的与关系。


public int size() {
   return size;
}


public boolean isEmpty() {
  return size == 0;
}


public Object get(Object key) {
   Object k = maskNull(key);
   int hash = hash(k);
   int i = indexFor(hash, table.length);
   Entry e = table[i];
   while (true) {
     if (e == null) return e;
     if (e.hash == hash && eq(k, e.key)) return e.value;
     e = e.next;
   }
}
这个方法是获取数据的方法,首先获得 哈希 值,这里把null值掩饰了,并且hash值经过函数hash()修正。 然后计算该哈希值在数组中的 索引 值。如果该索引处的引用为null,表示HashMap中不存在这个映射。 否则的话遍历整个链表,这里找到了就返回,如果没有找到就遍历到链表 末尾 ,返回null。这里的比较是这样的:e.hash==hash && eq(k,e.key) 也就是说如果hash不同就肯定认为不相等,eq就被短路了,只有在 hash相同的情况下才调用equals方法。现在我们该明白Object中说的如果两个对象equals返回true,他们的 hashCode应该相同的道理了吧。假如两个对象调用equals返回true,但是hashCode不一样,那么在HashMap 里就认为他们不相等。

 
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