HashMap的一些理解
目录
HsahMap
重要参数
关键方法
构造
put()-resize(）
get()
remove()
总 结
HsahMap
JDK环境：1.8
HsahMap实现类 继承了 AbstractMap抽象类，并实现了Map,Cloneable,Serializable 接口 表示可以被 克隆，序列化
public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable{
// 内容
} 存储的内容： key-value 键值对
数据结构：数组+链表(单向)+ 1.8后新增红黑树（当一个数组里，链表长度>=(阈值-默认8)-1 的时候 会将链表转化成红黑树（平衡））
重要参数：
0、初始容量(默认)：static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; //容量为16
0-1、最大容量：static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //初始化最大容量：1<<30
1、负载因子（默认）：static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //0.75为最优
1-1、负载因素：final float loadFactor; // 默认为 DEFAULT_LOAD_FACTOR 可修改调整
2、阈值（默认）：static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 链表中长度>=8-1 的时候会转为红黑树
3、成员属性：transient Node
static class Node implements Map.Entry {
final int hash;
final K key;
V value;
Node next;
} 4、临界值(容量)：int threshold; // 负载因子*容量
关键方法 构造，put-resize，get，remove
构造
/* 无参数 默认长度16，负载因子0.75 */
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
/* 一个参数 还是调用2个带参构造（传入的容量,加载因子取默认值）*/
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
/* 两个参数 */
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0) // 长度必须>=0
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)//如果传入的容量 大于最大容量 1<<30的话 ，则将传入的容量调整为最大容量
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) // 加载因子必须>0
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); // 负载容量
}
/* 参数为Map */
public HashMap(Map m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);
}put()-resize(）
put() 返回值是value
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}然后进入 putVal()看看
// 第三个参数 onlyIfAbsent 如果是 true，那么只有在不存在该 key 时才会进行 put 操作
// 第四个参数 evict 我们这里不关心
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;
// 第一次 put 值的时候，会触发下面的 resize()，类似 java7 的第一次 put 也要初始化数组长度
// 第一次 resize 和后续的扩容有些不一样，因为这次是数组从 null 初始化到默认的 16 或自定义的初始容量
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// 找到具体的数组下标，如果此位置没有值，那么直接初始化一下 Node 并放置在这个位置就可以了
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {// 数组该位置有数据
Node e; K k;
// 首先，判断该位置的第一个数据和我们要插入的数据，key 是不是"相等"，如果是，取出这个节点
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
// 如果该节点是代表红黑树的节点，调用红黑树的插值方法。。。。。。具体 自行看源码
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
// 到这里，说明数组该位置上是一个链表
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 插入到链表的最后面(Java7 是插入到链表的最前面)
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// TREEIFY_THRESHOLD 为 8，所以，如果新插入的值是链表中的第 9 个
// 会触发下面的 treeifyBin，也就是将链表转换为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
// 如果在该链表中找到了"相等"的 key(== 或 equals)
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 此时 break，那么 e 为链表中[与要插入的新值的 key "相等"]的 node
break;
p = e;
}
}
// e!=null 说明存在旧值的key与要插入的key"相等"
// 对于我们分析的put操作，下面这个 if 其实就是进行 "值覆盖"，然后返回旧值
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
// 如果 HashMap 由于新插入这个值导致 size 已经超过了阈值，需要进行扩容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
} resize() 扩容后容量为原来的 2 倍
1.7 扩容后 会重新计算hash值，1.8扩容后 原有的元素不会计算，相当于元素位置不会移动，新增的元素插入在尾部
final Node[] resize() {
Node[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; //老容量
int oldThr = threshold; //老阈值
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) { // 对应数组扩容
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { //如果老容量大于最大的容量的话，则设置 最大容量为Integer最大数值（之后不再扩容）
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 将数组大小扩大一倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 将阈值扩大一倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // 对应使用 new HashMap(int initialCapacity) 初始化后，第一次 put 的时候
newCap = oldThr;
else {// 对应使用 new HashMap() 初始化后，第一次 put 的时候
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
// 用新的数组大小初始化新的数组
Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
table = newTab; // 如果是初始化数组，到这里就结束了，返回 newTab 即可
if (oldTab != null) {
// 开始遍历原数组，进行数据迁移。
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
// 如果该数组位置上只有单个元素，那就简单了，简单迁移这个元素就可以了
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
// 如果是红黑树，具体我们就不展开了
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else {
// 这块是处理链表的情况，
// 需要将此链表拆成两个链表，放到新的数组中，并且保留原来的先后顺序
// loHead、loTail 对应一条链表，hiHead、hiTail 对应另一条链表，代码还是比较简单的
Node loHead = null, loTail = null;
Node hiHead = null, hiTail = null;
Node next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
// 第一条链表
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
// 第二条链表的新的位置是 j + oldCap，这个很好理解
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
get()
- 计算 key 的 hash 值，根据 hash 值找到对应数组下标: hash & (length-1)
- 判断数组该位置处的首位元素是否刚好就是我们要找的，
- 判断该元素类型是否是 TreeNode，
- 是，用红黑树的方法取数据，如果不是，遍历链表，直到找到相等(==或equals)的 key。
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) {
// 判断第一个节点是不是就是需要的
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
// 判断是否是红黑树
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);
// 链表遍历
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
remove()
方法类似于get（） ，唯一多了个 根据匹配到额值 再做删除
final Node removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node[] tab; Node p; int n, index;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node node = null, e; K k; V v;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode)p).getTreeNode(hash, key);
else {
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
// 上面代码与get()基本一样
// 根据查询到的值 删除
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode) //如果是树结构 ，那么以红黑树删除
((TreeNode)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p) // 该node节点是首节点
tab[index] = node.next; //删除 在数组内替换
else
p.next = node.next; //node不是首节点 p是node的父节点，只需要把p的下一个节点指向到node的下一个节点即可把node从链表中删除了
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
总 结
HashMap 里面的东西 的确很多很多 ，这只是简单但的 读了一遍 脑子疼
技术总是向前看的 jdk1.7的HashMap 了解就可以了 ，例如 1.8的内部类叫是Node，1.7则是叫Entry 内容都一样
- 1.7采用数组+单链表，1.8在单链表超过一定长度后改成红黑树存储
- 1.7扩容时需要重新计算哈希值和索引位置（resize()里面调用transfer()），1.8并不重新计算哈希值，巧妙地采用和扩容后容量进行&操作来计算新的索引位置。
- 1.7插入元素到单链表中采用头插入法，1.8采用的是尾插入法（在并发扩容的状态下，不会造成 链表死循环）。