HashMap源码分析之put方法

最新推荐文章于 2025-01-22 14:54:26 发布

原创最新推荐文章于 2025-01-22 14:54:26 发布 · 140 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

java基础专栏收录该内容

3 篇文章

订阅专栏

本文详细解析了HashMap的内部结构，包括其属性、构造方法、阈值计算及put方法的实现过程。探讨了HashMap如何处理hash冲突，以及在不同情况下如何进行扩容。

首先，看HashMap的属性：

  static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
   // 默认初始容量，是2的倍数，1左移四位，就是1 0000 结果就是16
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
    //最大容量，2的30次幂，1 073 741 824 ，10亿多。
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    //在构造函数中未指定时使用的加载因子
    //树的阈值
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

内部类，Node对象，有hash值，kv，以及next指针（指向的是hash冲突的下一刻节点）

 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; }
        public final String toString() { return key + "=" + value; }

        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

        public final boolean equals(Object o) {
            if (o == this)
                return true;
            if (o instanceof Map.Entry) {
                Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
                if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
                    Objects.equals(value, e.getValue()))
                    return true;
            }
            return false;
        }
    }

hashMap的四种构造方法

分别是

1  HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
 2 HashMap(int initialCapacity) 
 3  HashMap()
 4  HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

一般使用的第三种、第四种

 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);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

    public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }
  
    public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }
    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        putMapEntries(m, false);
    }

在第一种构造方法中，有一个阈值的计算

static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

意思是n移位，然后与自己按位与操作。
如果n为6 ，5二进制是 101 执行后，向右位移1位 010 ，按位或后是111，结果是7。
这样计算的结果就是2的power -1 ，后面+1，是2的power且，大于cap。

HashMap的put方法实现

  public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
     final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;//节点数组，节点
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0//如果put前map是空的，那么初始化数组
            n = (tab = resize()).length;//n必为2的power
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        //相当于hash取余，映射到数组中，如果不冲突，就直接创建出来。
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//新建一个node
        else {
        // 如果有hash冲突
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                //p为冲突的node，如果hash与key都相同，则e=p；
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
            // 如果hash冲突了，则遍历list，冲突的node相同，就p=e，否则就新建。
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        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;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key 在list中已存在了相同的key了。
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict); 
        return null;
    }