JDK7与JDK8中HashMap的实现

最新推荐文章于 2024-12-11 23:20:21 发布

@龙猫

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分类专栏： Java基础理论文章标签： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_41205148/article/details/106099071

本文详细介绍了JDK7和JDK8中HashMap的实现原理。JDK7采用位桶+链表，当冲突过多时，性能下降至O(N)。JDK8引入了红黑树，在节点数超过8时，链表转为红黑树，确保查找时间复杂度维持在O(logN)。HashMap的扩容策略和put操作在不同版本间的差异也进行了说明。

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JDK7中的HashMap

HashMap底层维护一个数组，数组中的每一项都是一个Entry

transient Entry<K,V>[] table;

我们向 HashMap 中所放置的对象实际上是存储在该数组当中；

而Map中的key，value则以Entry的形式存放在数组中

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
   
   
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;

而这个Entry应该放在数组的哪一个位置上（这个位置通常称为位桶或者hash桶，即hash值相同的Entry会放在同一位置，用链表相连），是通过key的hashCode来计算的。

final int hash(Object k) {
   
   
	int h = 0;
	h ^= k.hashCode();
	
	h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
	return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

通过hash计算出来的值将会使用indexFor方法找到它应该所在的table下标：

static int indexFor(int h, int length) {
   
   
	return h & (length-1);
}

这个方法其实相当于对table.length取模。
当两个key通过hashCode计算相同时，则发生了hash冲突(碰撞)，HashMap解决hash冲突的方式是用链表。

当发生hash冲突时，则将存放在数组中的Entry设置为新值的next（这里要注意的是，比如A和B都hash后都映射到下标i中，之前已经有A了，当map.put(B)时，将B放到下标i中，A则为B的next，所以新值存放在数组中，旧值在新值的链表上）

示意图：

在这里插入图片描述

所以当hash冲突很多时，HashMap退化成链表。

总结一下map.put后的过程：

当向 HashMap 中 put 一对键值时，它会根据 key的 hashCode 值计算出一个位置，该位置就是此对象准备往数组中存放的位置。

如果该位置没有对象存在，就将此对象直接放进数组当中；如果该位置已经有对象存在了，则顺着此存在的对象的链开始寻找(为了判断是否是否值相同，map不允许<key,value>键值对重复)，如果此链上有对象的话，再去使用 equals方法进行比较，如果对此链上的每个对象的 equals 方法比较都为 false，则将该对象放到数组当中，然后将数组中该位置以前存在的那个对象链接到此对象的后面。

值得注意的是，当key为null时，都放到table[0]中