Java面试要点57 - Java HashMap源码解析：红黑树转换

最新推荐文章于 2025-10-16 01:25:35 发布

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#java #面试 #哈希算法

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一、引言

Java 8中HashMap的一个重要改进是引入了红黑树来优化链表过长的问题。当哈希桶中的链表长度超过阈值（默认为8）时，链表会被转换为红黑树，这显著提升了在哈希冲突严重时的性能。

二、链表转红黑树的触发条件

HashMap在链表长度达到8且数组容量达到64时才会进行红黑树转换。这个设计是经过优化的阈值选择，因为当链表较短时，红黑树的维护成本可能会超过其带来的性能收益。

public class TreeConversionThreshold {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
        // 模拟HashMap中的链表转树条件判断
        class Node {
   
   
            int hash;
            Object key;
            Object value;
            Node next;
            
            Node(int hash, Object key, Object value) {
   
   
                this.hash = hash;
                this.key = key;
                this.value = value;
            }
        }
        
        // 创建一个链表模拟哈希桶
        Node head = null;
        int count = 0;
        
        // 添加节点直到达到转换阈值
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
   
   
            Node newNode = new Node(1, "key" + i, "value" + i);
            newNode.next = head;
            head = newNode;
            count++;
            
            System.out.printf("添加第%d个节点，", count);
            if (count >= 8) {
   
   
                System.out.println("达到转换阈值，准备转换为红黑树");
            } else {
   
   
                System.out.println("继续使用链表结构");
            }
        }
    }
}

三、红黑树的节点结构

HashMap中的红黑树节点使用TreeNode类实现，它继承自LinkedHashMap.Entry。TreeNode不仅包含红黑树所需的父节点、左右子节点引用，还保留了链表节点的next引用，这使得红黑树节点仍然可以按照插入顺序进行遍历。

public class TreeNodeStructure {
   
   
    static class TreeNode<K,V> {
   
   
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        TreeNode<K,V> parent;
        TreeNode<K,V> left;