HashMap底层源码详解

最新推荐文章于 2024-04-10 02:15:11 发布

霧瀲

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分类专栏： Java学习之路文章标签： java 数据结构 jvm 链表哈希算法

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文章详细解读了HashMap的源码实现，从构造器初始化、put方法的执行流程，包括计算key的hash值、处理冲突（链表和红黑树）、扩容机制以及树化过程。通过对HashMap内部数据结构的理解，揭示了其高效存储和检索的关键所在。

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HashMap底层源码详解

package map;

import java.util.HashMap;

/**

@Author 雾潋

@Version 1.0
*/
public class HashMapSource {
public static void main(String[] args) {
HashMap hashMap = new HashMap();
//1.执行构造器 new HashMap()
// 初始化加载因子loadfactor = 0.75
//HashMap$Node[] table = null
hashMap.put(“java”,10);
//2.执行put调用hash方法，计算key的hash值( h = ke.hashCode() ^ ( h >> 16)
/public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}/

 //3.执行putVal
/* final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
 boolean evict) {
     HashMap.Node<K,V>[] tab; HashMap.Node<K,V> p; int n, i; //辅助变量
     //如果底层的table数组为null，或者 length = 0，就扩容到16
     if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
         n = (tab = resize()).length;
         //取出hash值对应的索引位置Node, 如果为null，就直接把加入的k -v 创建成 Node,加入该位置
     if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
         tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
     else {
         HashMap.Node<K,V> e; K k; //辅助变量
         //如果table的索引位置的key的hash和新的key的hash值相等
         //并满足（table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象 ||equals返回真
         if (p.hash == hash &&
                 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
             e = p;
         else if (p instanceof HashMap.TreeNode) //如果当前的table的有的Node是红黑树，就按照红黑树的方式处理
             e = ((HashMap.TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
         else {
         //如果找到结点，后面是链表，就循环比较
             for (int binCount = 0; ; ++binCount) { //死循环
                 if ((e = p.next) == null) { //如果整个链表，没有和它相同，就添加到该链表的最后
                     p.next = newNode(hash, key, value, null);
                     //加入后，判断当前的链表个数，是否已经到8个， 到8个后
                     //就调用treeBin方法进行红黑树转换
                     if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                         treeifyBin(tab, hash);
                     break;
                 }
                 if (e.hash == hash && //如果在循环比较过程中，发现有相同就break，就只是替换value
                         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                     break;
                 p = e;
             }
         }
         if (e != null) { // existing mapping for key
             V oldValue = e.value;
             if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                 e.value = value; //替换 key对应的value
             afterNodeAccess(e);
             return oldValue;
         }
     }
     ++modCount; //每增加一个Node就size++
     if (++size > threshold) //如果size > 临界值就扩容
         resize();
     afterNodeInsertion(evict);
     return null;
 }*/


 /*5. 关于树化(转成红黑树)
 //如果 table 为 null ,或者大小还没有到 64，暂时不树化，而是进行扩容. //否则才会真正的树化 -> 剪枝
 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();
 } */

 hashMap.put("php",10);
 hashMap.put("java",20);

}
}

HashMap源码解释

package map;

import java.util.HashMap;

/**
 * @Author 雾潋
 * @Version 1.0
 */
public class HashMapSource {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap hashMap = new HashMap();
        //1.执行构造器 new HashMap()
        // 初始化加载因子loadfactor = 0.75
        //HashMap$Node[] table = null
        hashMap.put("java",10);
        //2.执行put调用hash方法，计算key的hash值( h = ke.hashCode() ^ ( h >> 16)
        /*public V put(K key, V value) {
            return putVal(hash(key), key, value, false, true);
        }*/

        //3.执行putVal
       /* final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
        boolean evict) {
            HashMap.Node<K,V>[] tab; HashMap.Node<K,V> p; int n, i; //辅助变量
            //如果底层的table数组为null，或者 length = 0，就扩容到16
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                n = (tab = resize()).length;
                //取出hash值对应的索引位置Node, 如果为null，就直接把加入的k -v 创建成 Node,加入该位置
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else {
                HashMap.Node<K,V> e; K k; //辅助变量
                //如果table的索引位置的key的hash和新的key的hash值相等
                //并满足（table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象 ||equals返回真
                if (p.hash == hash &&
                        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    e = p;
                else if (p instanceof HashMap.TreeNode) //如果当前的table的有的Node是红黑树，就按照红黑树的方式处理
                    e = ((HashMap.TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                else {
                //如果找到结点，后面是链表，就循环比较
                    for (int binCount = 0; ; ++binCount) { //死循环
                        if ((e = p.next) == null) { //如果整个链表，没有和它相同，就添加到该链表的最后
                            p.next = newNode(hash, key, value, null);
                            //加入后，判断当前的链表个数，是否已经到8个， 到8个后
                            //就调用treeBin方法进行红黑树转换
                            if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                                treeifyBin(tab, hash);
                            break;
                        }
                        if (e.hash == hash && //如果在循环比较过程中，发现有相同就break，就只是替换value
                                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            break;
                        p = e;
                    }
                }
                if (e != null) { // existing mapping for key
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value; //替换 key对应的value
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;
                }
            }
            ++modCount; //每增加一个Node就size++
            if (++size > threshold) //如果size > 临界值就扩容
                resize();
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
        }*/


        /*5. 关于树化(转成红黑树)
        //如果 table 为 null ,或者大小还没有到 64，暂时不树化，而是进行扩容. //否则才会真正的树化 -> 剪枝
        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();
        } */

        hashMap.put("php",10);
        hashMap.put("java",20);
    }
}

HashMap触发扩容、树化模拟

代码

package map;

import java.util.HashMap;

/**
 * @Author 雾潋
 * @Version 1.0
 */
public class HashMapSource02 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap hashMap = new HashMap();
        for (int i = 0; i <= 12; i++){
            hashMap.put(new A(i),"hello");
        }
        hashMap.put("aaa","bbb");
        System.out.println("hashMap:" + hashMap);
    }

}

class A {
    private int number;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        A a = (A) o;
        return number == a.number;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return 100;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "A{" +
                "number=" + number +
                '}' + "\n";
    }

    public A(int number) {
        this.number = number;
    }
}