HashMap源码分析

默认大小=16;
默认加载因子=0.75;
阈值=16*0.75;

JDK7
HashMap底层使用哈希表/散列也就是数组+链表的形式存储数据;
构造方法

//指定数组长度和加载因子
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
		//数组长度不可小于0
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        //数组长度不可大于最大容量
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        //加载因子不可小于=0 并且不能非数字
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
		//赋值
        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = initialCapacity;
        //给其实现类使用不用管
        init();
    }  

添加方法

	public V put(K key, V value) {
		//判断该数值是否为空,若为空则需初始化
        if (table == EMPTY_TABLE) {
        	//初始化数组
        	//传入new对象时定义好的阈值
            inflateTable(threshold);
        }
        //如果key为null则插入数据
        if (key == null)
        	//插入key为null的数据
            return putForNullKey(value);
            
        //key通过算法返回一个hash值
        int hash = hash(key);
        //再通过&返回一个下标
        int i = indexFor(hash, table.length);
        //通过下标获取到一个链表
        //再通过链表循环获取每一个值
        //获取到值后判断hash值&&key值是否相等
        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))) {
            	//如若相等进行替换则不需要插入
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        //如若不等则插入数据
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }
    
	//添加值
	void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
		//size为添加数据的个数
		//若个数大于或等于阈值&&当前下标的数组不为null则进入
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        	//判断是否扩容
            resize(2 * table.length);
			//判断key是否为null,如果是进行设置
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }
		//添加
        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }    
    //添加
	void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
        size++;
    }    

初始化数组

private void inflateTable(int toSize) {

        //返回一个大于或等于该值的2的次方数
        int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);
        
        //重新定义阈值
        threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
        //初始化数组长度
        table = new Entry[capacity];
        //设置hashSeed值
        initHashSeedAsNeeded(capacity);
    }

插入key为null的数据

private V putForNullKey(V value) {
	//如果table有数据,判断是否已经插入过为null的key,若有则替换为值,并返回替换的值
    for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
        if (e.key == null) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    //若table为null则添加值、
    //hash值,key值,value值,下标值
    addEntry(0, null, value, 0);
    return null;
}

返回一个哈希值

 final int hash(Object k) {
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
        	//一种新的获取hash值的算法
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }
		
		//获取hash值并使用异或运算
        h ^= k.hashCode();

		//打散确保散列性
        //这个函数确保在每个位位置上只相差
        //常数倍数的hashCodes有一个有界的
        //冲突数(默认负载因数大约为8)
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }

返回一个下标

static int indexFor(int h, int length) {
        // 这也是为什么要用2的次方来做增长的原因;
        //应为使用2的次方可以保证下标不越界
        return h & (length-1);
    }

扩容

	//初始化扩容
    void resize(int newCapacity) {
    	//将值放入另一个容器中
        Entry[] oldTable = table;
        //判断数组长度是否达到上限
        int oldCapacity = oldTable.length;
        //如果达到了上限则不允许扩容了
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }
		//创建一个新的数组容器
        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        //transfer(数组, 设置hashSeed用于获取哈希码);
        transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
        table = newTable;
        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    }
  //扩容
  void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
        int newCapacity = newTable.length;
        for (Entry<K,V> e : table) {
            while(null != e) {
                Entry<K,V> next = e.next;
                if (rehash) {
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                e.next = newTable[i];
                newTable[i] = e;
                e = next;
            }
        }
    }

JDK7在扩容的时候如果是多线程同时操作会出现死循环。
在这里插入图片描述
当两个线程同时进入扩容方法,并切都同时拥有了局部变量e,和next时。
替换时会出现死锁。

get方法

public V get(Object key) {
        if (key == null)
        	//获取key=null的值,已知key=null的值存放再下标为0的位置,所以该方法查询更快
            return getForNullKey();
        //获取
        Entry<K,V> entry = getEntry(key);
		//返回值
        return null == entry ? null : entry.getValue();
    }
//获取
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        if (size == 0) {
            return null;
        }
		//获取可key的哈希码
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        //通过哈希码和数组长度获取该key的下标并获取到该值
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
           	//判断hash,key是否都一致,并返回
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }

JDK8
构造方法

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
		//数组 长度不可小于0
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        //数组长度不可大于最大长度
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        //加载因子不可不可小于或等于0,并且不可非数值
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        //赋值
        this.loadFactor = loadFactor;
        //该方法返回的是一个大于或=该值的2的次方数
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

put方法

public V put(K key, V value) {
		//hash(key)表示:通过key返回一个hash值
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
    
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
		//创建一个Node数组,和一个Node对象,以及一个int类型的变量n=数组长度;
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        
        //判断当前对象是否为空
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        	//如果为空初始化数组
        	//resize()初始数组长度和扩容
            n = (tab = resize()).length;
        //通过与运算获取到hash值对应的下标下的值是否为null
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
        	//如果当前下标不为null
            Node<K,V> e; K k;
            //则判断当前当前对象下的hash,key和存入的hash,key是否一致,
            //如果一致将p赋给e
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            //判断p节点是否为一个树节点
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
            	//遍历链表
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //判断当前链表是否超过阈值如果超过则该便存储方式为红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //如果e不为null则替换value值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

//只有初始化和超过阈值时才会调用该方法

final Node<K,V>[] resize() {
		//获取当前对象
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        //当前数组长度
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        //获取阈值
        int oldThr = threshold;
        //定义一个新的接收初始化长度,和阈值的变量
        int newCap, newThr = 0;

        //判断数组是否初始化
        if (oldCap > 0) {
        	//如果大于0,则说明已经初始化了
        	//判断数组长度是否,超过最大长度大小
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            	//如果超过则给阈值赋予新值,并返回当前数组对象。
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
 			//判断老数组长度扩容一次后要小于能承受的最大长度 && 老数组大于或等于默认的数组长度
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                //如果都为true则阈值翻倍
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        //判断阈值是否大于0
        else if (oldThr > 0)
        	//如果大于0则将老阈值赋予,新数组长度
            newCap = oldThr;
        
        else {          
        	初始化容量和阈值
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        
        //判断新阈值是否=0
        if (newThr == 0) {
       		//新数组长度*加载因数
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            //赋予新的阈值
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        //将新的阈值赋给当前对象的阈值
        threshold = newThr;
      
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})//表示屏蔽一些无关紧要的警告
        	//创建一个新的数组
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
         //并将当前容器指针指向它
        table = newTab;
        //判断容器内值是否为null
        if (oldTab != null) {
        	//循环变量数组
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                //判断当前数组是否为null
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                     //判断e是否为一个树节点
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        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;
    }

红黑树添加

final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }

红黑树扩容替换

final void split(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, int index, int bit) {
            TreeNode<K,V> b = this;
            // Relink into lo and hi lists, preserving order
            TreeNode<K,V> loHead = null, loTail = null;
            TreeNode<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
            int lc = 0, hc = 0;
            for (TreeNode<K,V> e = b, next; e != null; e = next) {
                next = (TreeNode<K,V>)e.next;
                e.next = null;
                if ((e.hash & bit) == 0) {
                    if ((e.prev = loTail) == null)
                        loHead = e;
                    else
                        loTail.next = e;
                    loTail = e;
                    ++lc;
                }
                else {
                    if ((e.prev = hiTail) == null)
                        hiHead = e;
                    else
                        hiTail.next = e;
                    hiTail = e;
                    ++hc;
                }
            }

            if (loHead != null) {
                if (lc <= UNTREEIFY_THRESHOLD)
                    tab[index] = loHead.untreeify(map);
                else {
                    tab[index] = loHead;
                    if (hiHead != null) // (else is already treeified)
                        loHead.treeify(tab);
                }
            }
            if (hiHead != null) {
                if (hc <= UNTREEIFY_THRESHOLD)
                    tab[index + bit] = hiHead.untreeify(map);
                else {
                    tab[index + bit] = hiHead;
                    if (loHead != null)
                        hiHead.treeify(tab);
                }
            }
        }

jdk7和jdk8的区别
1.jdk7底层采用数组和链表 jdk8采用数组链表加红黑树,红黑树只有在链表达到8时才会采用。
2.插入节点的方式改变了,jdk7在链表头部,jdk在尾部,解决了死循环的问题
3.获取hash值的算法改变了,jdk7算的要跟散列一点。

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值