首页 欧洲联赛正文

芍药,不容错失的HashMap1.8源码解读,海阔天空吉他谱

编者语:本文为纯干货技术文章,主张先转发、保藏再观看。

HashMap 简介

HashMap 首要用来寄存键值对,它根据哈希表的Map接口完成,是常用的Java调集之一。

JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是首要为了处理哈希抵触而存在的(“拉链法”处理抵触).JDK1.8 今后在处理哈希抵触时有了较大的改变,当链表长度大于阈值(默以为 8)时,将链表转化为红黑树,以削减查找时刻。

底层数据结构剖析

JDK1.8之前

JDK1.8 之前 HashMap 底层是 数组和链表 结合在一起运用也便是 链表散列HashMap 经过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理往后得到 hash 值,然后经过 (n - 1) & hash 判别当时元素寄存的方位(这儿的 n 指的蒙特布朗司是数组的长度),假如当时方位存在元素的话,就判别该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,假如相同的话,直接掩盖,不相同就经过拉链法处理抵触。

所谓扰动函数指的便是 HashMap 的 hash 办法。运用 hash 办法也便是扰动函数是为了防止一些完成比较差的 hashCode() 办法 换句话说运用扰动函数之后能够削减磕碰。

JDK 1.8 HashMap 的 hash 办法源码:

JDK 1.8 的 hash办法 比较于 JDK 1.7 hash 办法愈加简化,可是原理不变。

static final int hash(Object key) {
int h;
// key.hashCode():回来散列值也便是hashcode
// ^ :按位异或
/pokémon/ >>>:无符号右移,疏忽符号位,空位都以0补齐
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >紫琪说的对>> 16);
}

比照一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 办法源码.

static int hash(int nixigixih) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).

h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

比较于 JDK1.8 的芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱 hash 办法 ,JDK 1.7 的 hash 办法的功能会稍差一点点,由于究竟扰动了 4 次。

所谓 “拉链法” 便是:将链表和数组相结合。也便是说创立一个链表数组,数组中每一格便是一个链表。若遇到哈希抵触,则将抵触的值加到链表中即可。

JDK1.8之后

比较于之前的版别,jdk1.8在处理哈希抵触时有了较大的改变,当链表长度大于阈值(默以为8)时,将链表转化为红黑树,以削减查找时刻。

类的特点:

public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable {
// 序列号
private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
// 默许的初始容量是16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
// 最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 默许的填充因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 当桶(bucket)上的结点数大于这个值时会转成红黑树
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 桶中结构转化为红黑树对应的table的最小巨细
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
// 存储元素的数组,总是2的幂次倍
transient Node[] table;
// 寄存详细元素的集
transient Set> entrySet;
// 寄存元素的个数,留意这个不不思议迷宫断头台等于数组的长度。
transient int si玉林师范学院图书馆ze;
// 每次扩容和更改map结构的计数器
transient int modCount;
// 临界值 当实践巨细(容量*填充因子)超越临界值时,会进行扩容
int threshold;
// 填充因子
final float l樱菲迪oadFactor;
}
  • loadFactor加载因子

loadFactor加载因子是操控数组寄存数据的疏密程度,loadFactor越趋近于1,那么 数组中寄存的数据(entry)也就越多,也就越密,也便是会让链表的长度增加,load Factor越小,也便是趋近于0,

loadFactor太大导致查找元素功率低,太小导致数组的利用率低,寄存的数据会很涣散。loadFactor的默许值为0.75f是官方给出的一个比较好的临界值。

  • threshold

threshold = capacity * loadFactor,当Size>=threshold的时分,那么就要考虑对数组的扩增了,也便是说,这个的意思便是 衡量数组是否需求扩增的一个规范。

Node节点类源码:

// 承继自 Map.Entry
static class Node implements Map.Entry {
final int hash;// 哈希值,寄存元素到hashmap中时用来与其他元素hash值比较
final K key;//键
V value;//值
// 指向下一个节点
Node next;
Node(int hash, K key, V value, Node next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
pub芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱lic final String toString() { return key + "=" + value; }
// 重写hashCode()办法
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}

public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
// 重写 equals() 办法
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
r芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱eturn false;
}
}

树节点类源码:

static final class TreeNode extends LinkedHashMap.Entry {
TreeNode parent; // 父
TreeNode left; // 左
TreeNode right; // 右
TreeNode prev; // needed to unlink next upon deletion
boolean red; // 判别色彩
TreeNode(int hash, K key, V val, Node next) {
super(hash, key, val, next);
}
// 回来根节点
final TreeNode root() {
for (TreeNode r = this, p;;) {
if ((p = r.parent) == null)
return r;
r = p;
}

HashMap源码剖析

结构办法

// 默许结构函数。
public More ...HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}

// 包括另一个“Map”的结构函数
public More ...HashMap(Map
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);//下面会剖析到这个办法
}

// 指定“容量巨细”的结构函数
public More ...HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}

// 指定“容量巨细”和“加载因子”的结构函数
public More ...HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);
this.loadFactor = l凯特卡米拉婆媳恶吵oadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}

putMapEntries办法:

final void putMapEntries(Map
int s = m.size();
if (s > 0) {
// 判别table是否现已初始化
if (table == null) { // pre-size
// 未初始化,s为m的实践元素个数
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
// 核算得到的t大于阈值,则初始化阈芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱值
if (t芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱 > threshold)
threshold = tableSizeFor(t);
}
// 已初始化,而且m元素个数大于阈值,进行扩容处理
else if (s > threshold)
resize();帅哥被扒
// 将m中的一切元素增加至HashMap中
for (Map.芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱Entry
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
}
}

put办法

HashMap只提供了put用于增加元素,putVal办法仅仅给put办法调用的一个办法,并没有提供给用户运用。

对putVal办法增加元素的剖析如下:

  • ①假如定位到的数组方位没有元素 就直接刺进。
  • ②假如定位到的数组方位有元素就和要刺进的 key 比较,假如key相同就直接掩盖,假如 key 不相同,就判别 p 是否是一个树节点,假如是就调用 e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value) 将元素增加进入。假如不是就遍历链表刺进。

public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

final V putVal(int hash, K key, Vsaomm value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;
// table未初始化或许长度为0,进行扩容
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// (n - 1) & hash 确认元素寄存在哪个桶中,桶为空,新生成结点放入桶中(此刻,这个结点是放在数组中)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab莫拉菲[i] = newNode(hash, key, value, null);
// 桶中现已存在元素
else {
Node e; K k;
// 比较玖盏茶桶中第一个元素(数组中的结点)的hash值持平,key持平
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 将第一个元素赋值给e,用e来记载
e = p;
// hash值不持平,即key不持平;为红黑树结点
else if (p instanceof TreeNode)
// 放入树中
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 为链表结点
else {
// 在链表最末刺进结点
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 抵达链表的尾部
if ((e = p.next) == null) {
// 在尾部刺进新结点
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 结点数量到达阈值,转化为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
// 跳出循环
break;
}
// 判别链表中结点的key值与刺进的元素的key值是否持平
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 持平,跳出循环
break;
// 用于遍历桶中的链表,与前面的e = p.next组合,能够遍历链表
p = e;
}
}
// 表明在桶中找到key值、hash值与刺进元素持平的结点
if (e != null) {
// 记载e的value
V oldValue = e.value;
// onlyIfAbsent为false或许旧值为null
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
//用新值替换旧值
e.value = value;
// 拜访后回调
afterNodeAccess(e);
// 回来旧值
return oldValue;
}
}
// 结构性修正
++m陈思航odCount;
// 实践巨细大于阈值则扩容
if (++size > threshold)
resize();
// 刺进后回调
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}

咱们再来比照一下 JDK1.7 put办法的代码

关于put办法的剖析如下:

  • ①假如定位到的数组方位没有元素 就直接刺进。
  • ②假如定位到的数组方位有元素,遍历以这个元素为头结点的链表,顺次和刺进的key比较,假如key相同就直接掩盖,不同就选用头插法刺进元素。
public V put(K key, V value)
if (table == EMPTY_TABLE) {
inflateTable(threshold);
}
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { // 先遍历
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}

modCount++;
addEntry(hash, key, value, i); // 再刺进
return null;
}

get办法

public V get(Object key) {
Node e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}

final Node getNode(int hash, Object key) {
Node[] tab; Node first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// 数组元素持平
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
// 桶中不止一个节点
if ((e = first.next) != null) {
// 在树中get
if (freadbook注册码irst instanceof TreeNode)
return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);
宜宾县柳嘉职业中学校// 在链表中get
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}

resize办法

进行扩容,会伴随着一次从头hash分配,而且会遍历hash表中一切的元素,是十分耗时的。在编写程序中,要尽量防止resize。

final Node[] resize() {
Node[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
// 超越最大值就不再扩大了,就只好随你磕碰去吧
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 没超越最大值,就扩大为本来的2倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // i老板娘的英文nitial capacity was pl狂吻餐厅美人aced in threshold
newCap = oldThr;
else {
signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 核算新的resize上限
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
// 把每个bucket都移动到新的buckets中
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & 做受(newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else {
Node loHead = null, loTail = null;
Node hiHead = null, hiTail = null;
Node next;
do {
next = e.next;
// 原索引
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
// 原索引+oldCap
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
// 原索引放到bucket里
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
// 原索引+oldCap放到bucket里
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}

HashMap常用办法测验

package map;

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo {

public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap();
// 键不能重复,值能够重复
map.put("san", "张三");
map.put("si", "李四");
map.put("wu", "王五");
map.put("wang", "老王");
map.put("wang", "老王2");// 老王被掩盖
map.put("lao", "老王");
System.out.println("-------直接输出hashmap:-------");
System.out.println(map);
/**
* 遍历HashMap
*/
// 1.获取Map中的一切键
System.out.println("-------foreach获取Map中一切的键:------");
Set keys = map.keySet();
for (String key : keys) {
System.out.print(key+" ");
}
System.out.println();//换行
// 2.获取Map中一切值
System.out.println("-------foreach获取Map中一切的值:------");
Collection values = map.values();
for (String value : values) {
System.out.print(value+" 妈妈挺动");
}
System.out.println();//换行
// 3.得到key的值的一起得到key所对应的值
System.out.println("-------得到key的值的一起得到key所对应的值:-------");
Set keys2 = map.keySet();
for (String key : keys2) {
System.out.print(key + ":" + map.get(key)+" ");

}
/**
* 别的一种不常用的遍历办法
*/
// 当我调用put(key,value)办法的时分,首要会把key和value封装到
// Entry这个静态内部类目标中,把Entry目标再增加到数组中,所以咱们想获取
// map中的一切键值对,咱们只需获取数组中的一切Entry目标,接下来
// 调用Entry目标中的getKey()和getValue()办法就能获取键值对了
Set> entrys = map.entrySet();
for (java.util.Map.Entry entry : entrys) {
System.out.println(entry.getKey() + "--" + entry.getValue());
}

/**
* HashMap其他常用办法
*/
System.out.println("after map.size():"+map.size());
System.out.println("after map.isEmpty():"+map.isEmpty());
System.out.println(map.remove("san"));
System.out.println("after map.remove():"+map);
System.out.prin芍药,不容失去的HashMap1.8源码解读,放言高论吉他谱tln("after map.get(si):"+map.get("si"));
System.out.println("after map.containsKey(si):"+map.containsKey("si"));
System.out.println("after containsValue(李四):"+map.containsValue("李四"));
System.out.println(map.replace("si", "李四2"));
System.out.println("after map.replace(si, 李四2):"+map);
}

}

最终:

假如你喜爱本文,能够帮助转发;

想要取得更多信息,能够重视一下;

有不清楚的当地,也能够在下方谈论留言!

版权声明

本文仅代表作者观点,不代表本站立场。
本文系作者授权发表,未经许可,不得转载。