HashMap在JDK1.8版本尾插法实现解析

写在前面:

先解释下何为尾插法。大家都知道HashMap在JDK1.8版本经过优化之后,整体的数据结构变成了数组+链表+红黑树这样的形式。而尾插法说的就是在往HashMap里面put元素时,数组桶位上面还是未转化为红黑树的链表,此时新增在链表上元素的位置为链表尾部,故名尾插法。

前面聊了HashMap在JDK1.7版本的头插法实现,现在看看HashMap到了JDK1.8版本升级之后的变化。

先上代码:

public V put(K key, V value) {

return putVal(hash(key), key, value, false, true);

}

平时java代码都是调的这个方法,实际实现是putVal(hash(key), key, value, false, true):

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,

boolean evict) {

Node[] tab; Node p; int n, i;

// 数组是否未初始化?若未初始化则进行初始化

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)

n = (tab = resize()).length;

// key的hash值经过位运算之后再和数组长度-1得到的值运算得到key在数组的下标

// 若数组的这个位置还没有元素则直接将key-value放进去

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

else {

// 若该下标位置已有元素

Node e; K k;

// 是否已有元素的key值与新增元素的key判断是同一个

if (p.hash == hash &&

((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

// 直接覆盖value

e = p;

// 如果已有元素是树节点

else if (p instanceof TreeNode)

// 将插入的元素新增为树节点

e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

else {

// 不是树节点则只能是链表节点了,还未转化为树

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {

if ((e = p.next) == null) {

// 遍历元素新增链表节点,此时可看该方法具体实现

p.next = newNode(hash, key, value, null);

if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st

treeifyBin(tab, hash);

break;

}

if (e.hash == hash &&

((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

break;

p = e;

}

}

/**

* 删除部分代码

*/

}

++modCount;

if (++size > threshold)

resize();

afterNodeInsertion(evict);

return null;

}

接下来看 p.next = newNode(hash, key, value, null)这一句的具体方法实现,这也是HashMap在JDK1.8尾插法的实现了:

Node newNode(int hash, K key, V value, Node next) {

return new Node<>(hash, key, value, next);

}

Node(int hash, K key, V value, Node next) {

this.hash = hash;

this.key = key;

this.value = value;

this.next = next;

}

在这个方法里面,构造了一个新节点Node(JDK1.8的新实现,继承自Entry),后继节点指向null说明它在链表的位置后面是没有元素的。

而在p.next = newNode(hash, key, value, null)这一句,是将新构造的Node节点指向原来遍历链表查找到的最后一个元素的后继节点。最终的效果其实就是将新元素追加到链表的尾部了,这也就是HashMap在JDK1.8的尾插法。

稍微提几点:

1、在上一篇文章中提到链表遍历查找元素是比较慢的,在HashMap中put元素发现数组桶位上已有元素,接着遍历桶位上的链表查找是否有相同key的过程称为hash碰撞,这是比较耗性能的。

而为了避免链表过长遍历时间过大的问题,在JDK1.8采用了数据+链表+红黑树的结构。在往链表上新增元素时发现链表长度超过8时,会进入链表转红黑树的方法,然后再判断数组长度是否不小于64,若满足条件则将链表转化为红黑树。

2、至于JDK1.8的链表插入元素为什么改为了尾插法,则是为了避免出现逆序且链表死循环的问题(JDK1.7的HashMap扩容导致死循环了解哈)。

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