java之hashMap底层源码(put方法)

本文深入解析了Java HashMap的put方法,详细介绍了putVal()过程。包括:1. 数组为空时的初始化;2. 哈希冲突时的操作,如键相等则覆盖,键不等且节点为树节点时使用putTreeVal(),链表节点则遍历插入;3. 插入后判断是否需要扩容。总结了关键判断分支和扩容条件。

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put方法
put(K key, V value)调用了 putVal()方法,此时onlyIfAbsent默认为false,evict默认为true
在这里插入图片描述

putVal方法
此方法共有五个参数

  1. hash:传入键的哈希值
  2. key: 键
  3. value:值
  4. onlyIfAbsent:如果当前位置已存在一个值,false是替换,true是不替换
  5. evict:表是否在创建模式,如果为false,则表是在创建模式
    在这里插入图片描述
    putVal方法实现
    1.如果Node数组为空,或者长度为0,会进行初始化(调用resize方法进行初始化)
    2.如果传入的key进行哈希后没有发生冲突(即此时hash对应的桶中没有节点)就会创建一个节点进行插入,如果发生了冲突,且键相等。就会替换键对应的值(onlyIfAbsent为false).如果键不相等。此时该桶对应的节点是树节点,直接添加树节点(使用putTreeVal方法)。若此时不是树节点,遍历链表加入新节点,如加入后链表长度为8则会转化为红黑树(使用treeifyBin()方法)
    3.添加成功后,修改操作次数,如果++size > threshold就进行扩容
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        //如果node数组中为空
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        /* 拉链法,添加节点,计算键值对所在的桶i = (n - 1) & hash,如果桶为空直接添加新节点
        * 不为空,使用头插法添加节点*/
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        //出现了hash冲突
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            //此时键相等
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    //八个节点时转化为红黑树
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            //当数组长度小于64,进行扩容
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //存在相同的键
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //存在键值对,修改值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        //修改操作次数
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

总结:
1.如果数组为空进行初始化
2.hash后,桶中没有元素就直接添加节点
3.如果桶中已经有元素会有三个判断分支

1.判断键是否相同,相同直接覆盖
2.判断桶中节点是否是树节点,是树节点直接加入
3.遍历节点个数,如果添加后节点数大于等于8且数组长度大于64就转换为红黑树,小于64就进行扩容

4.操作次数加一。添加后数组中被占用桶数大于阈值就进行扩容。

HashMapJava中常用的一种数据结构,它底层采用的是哈希表的实现方式。下面是HashMap底层源码分析: 1. HashMap的数据结构 HashMap的数据结构是一个数组,数组中的每个元素是一个链表链表中存放了哈希值相同的键值对。当发生哈希冲突时,新的键值对将会添加到链表的末尾。在查找键值对时,首先根据键的哈希值在数组中定位到对应的链表,然后再在链表中查找键值对。这种实现方式的时间复杂度为O(1),但是在发生哈希冲突时,链表的长度会变长,查找效率也会降低。 2. HashMapput方法 当向HashMap中添加键值对时,首先会计算键的哈希值,然后根据哈希值计算出在数组中的位置。如果该位置为空,则直接将键值对添加到该位置;否则,需要遍历链表,查找是否已经存在相同的键,如果存在,则将旧的值替换为新的值;如果不存在,则将新的键值对添加到链表的末尾。 3. HashMap的get方法 当从HashMap中获取键值对时,首先计算键的哈希值,然后根据哈希值在数组中定位到对应的链表。接着遍历链表,查找是否存在相同的键,如果存在,则返回对应的值;如果不存在,则返回null。 4. HashMap的扩容机制 当HashMap中的元素个数超过数组长度的75%时,会自动扩容。扩容时,会将数组长度扩大一倍,并将原来的键值对重新分配到新的数组中。重新分配时,需要重新计算键的哈希值和在新数组中的位置。这个过程比较耗时,但是可以避免链表过长导致的查找效率降低。 5. HashMap的线程安全性 HashMap是非线程安全的,因为在多线程环境下,可能会存在多个线程同时对同一个链表进行操作的情况,从而导致数据不一致。如果需要在多线程环境下使用HashMap,可以使用ConcurrentHashMap,它是线程安全的。
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