Hashtable底层原理分析

特点

1、存放k-v键值对
2、key\value均不能是null，否则会抛出空指针异常NullPointerException
3、线程安全的，底层使用synchronized

高频问题

1、初始化大小多少？什么时候初始化？ 答：默认11，在第一次put的时候初始化
2、什么情况下扩容？扩多大？ 答：Hashtable中数据大于数组长度*负载因子(舍弃小数)时，扩容一倍再加1。例如初始化为11，第一次扩容后为11✖️2+1=23

jdk8源码分析

初始化

// 无参
Hashtable hashtable1 = new Hashtable();
// 指定初始化数组大小
Hashtable hashtable2 = new Hashtable(11);
// 指定初始化数组大小 负载因子
Hashtable hashtable3 = new Hashtable(11,0.75f);
// map
Hashtable hashtable4 = new Hashtable(hashtable1);

与Hashmap不同，Hashtable在new的时候就直接就初始化了

参数说明

// 存放元素
private transient Entry<?,?>[] table;
// table内元素个数
private transient int count;
// 阈值
private int threshold;
// 负载因子
private float loadFactor;
// 操作次数
private transient int modCount = 0;

put源码分析

1、synchronized修饰,保证多线程安全
2、value为null，抛出异常

public synchronized V put(K key, V value) {
    // value为null，抛出异常
    if (value == null) {
        throw new NullPointerException();
    }

    Entry<?,?> tab[] = table;
    int hash = key.hashCode();
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    @SuppressWarnings("unchecked")
    Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
    // 存在时直接覆盖 并返回修改前的值
    for(; entry != null ; entry = entry.next) {
        if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
            V old = entry.value;
            entry.value = value;
            return old;
        }
    }
	// 存放元素
    addEntry(hash, key, value, index);
    return null;
}

addEntry(添加元素)源码分析

 private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {
 	// 操作次数
    modCount++;

    Entry<?,?> tab[] = table;
    // table内元素个数大于等于阈值扩容
    // 默认数组大小是11，负载因子为0.75 阈值=11*0.75=8
    // 插入第九条时 count=8 进入扩容方法 count是在方法最好做的++操作
    if (count >= threshold) {
        // 扩容
        rehash();

        tab = table;
        hash = key.hashCode();
        index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    }

    // 先找到index下标原数据
    @SuppressWarnings("unchecked")
    Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index];
    // 新数据的next节点为原数据 头插法,然后把新数据放入数组中
    // Entry(int hash, K key, V value, Entry next)
    tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    // table内元素个数+1
    count++;
}

rehash(扩容)源码分析

protected void rehash() {
	// 老数组容量
    int oldCapacity = table.length;
    // 老元素
    Entry<?,?>[] oldMap = table;

    // 扩容大小=老数组容量*2+1
    int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;
    // 判断是否超过最大值
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
        if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)
            // Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets
            return;
        newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;
    }
    // new一个新的数组，容量为扩容后的容量
    Entry<?,?>[] newMap = new Entry<?,?>[newCapacity];

    modCount++;
    // 阈值 
    threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
    table = newMap;
	// 循环老数组
    for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
    	// 循环链表
        for (Entry<K,V> old = (Entry<K,V>)oldMap[i] ; old != null ; ) {
            Entry<K,V> e = old;
            old = old.next;
			// 重新计算下标
            int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
            e.next = (Entry<K,V>)newMap[index];
            // 放入新数组内
            newMap[index] = e;
        }
    }
}