11-6 Java集合---- Map接口(2)底层实现方式 & LinkedHashMap

本文详细介绍了HashMap在JDK7和JDK8中的底层实现原理,包括初始化、哈希冲突解决、扩容机制等。同时,对比分析了JDK8中新增的红黑树结构。此外,还探讨了LinkedHashMap的实现,它在HashMap基础上增加了元素插入顺序的维护。通过具体的Java代码示例展示了LinkedHashMap保持插入顺序的特点。

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三、HashMap的底层实现原理?以jdk7为例说明:
1.HashMap map = new HashMap():在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
2…可能已经执行过多次put…
map.put(key1,value1):
3.首先,调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。
(1)如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
(2)如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值:

①如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。----情况2
②如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同,继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法,比较:

  • 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
  • 如果equals()返回true:使用value1替换value2。

4.补充:关于情况2和情况3-----》此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
在不断的添加过程中,会涉及到扩容问题,当超出临界值(且要存放的位置非空)时,扩容。默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原有的数据复制过来。

四、jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同:

  1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
  2. jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[]
  3. 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组
  4. jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。
    (1)形成链表时,七上八下(jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素)
    (2)当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

五、HashMap源码中的重要常量
(1)DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16
(2)MAXIMUM_CAPACITY : HashMap的最大支持容量,2^30
(3)DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75
(4)TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8
(5)TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树
(6)UNTREEIFY_THRESHOLD:Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值,转化为链表
(7)MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64
数量大到需要变红黑树时,若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时,此时应执行resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍。)


(8)threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12
(9)table:存储元素的数组,总是2的n次幂
(10)entrySet:存储具体元素的集
(11)size:HashMap中存储的键值对的数量
(12)modCount:HashMap扩容和结构改变的次数。
(13)oadFactor:填充因子

六、HashMap的存储结构
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

七、LinkedHashMap的底层实现原理(了解)
源码中:

 static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
 	Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序
 	Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
 		super(hash, key, value, next);
 	}
 }

代码:

package java3;

import org.junit.Test;

import java.util.*;

public class MapTest {

    @Test
    public void test2(){
        Map map = new HashMap();
        map.put(123,"AA");
        map.put(345,"BB");
        map.put(12,"CC");
        System.out.println(map);

        map = new LinkedHashMap();
        map.put(123,"AA");
        map.put(345,"BB");
        map.put(12,"CC");
        System.out.println(map);

    }

}

输出:

{345=BB, 123=AA, 12=CC}
{123=AA, 345=BB, 12=CC}
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