HashMap源码分析

HashMap数据结构

• HashMap数据结构.png

HashMap继承图

• HashMap-class.jpg

HashMap的主要属性

• table的默认初始大小16，必须是2的整数次方

    /**
     * The default initial capacity - MUST be a power of two.
     */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

• table的最大长度，2的30次方

    /**
     * The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
     * by either of the constructors with arguments.
     * MUST be a power of two <= 1<<30.
     */
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

• 负载率,已经使用的bucket和table长度的比值

    /**
     * The load factor used when none specified in constructor.
     */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

HashMap主要方法

• 求hash值,高位参与运输

    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

• 设计者想了一个顾全大局的方法(综合考虑了速度、作用、质量)，就是把高16bit和低16bit异或了一下。设计者还解释到因为现在大多数的hashCode的分布已经很不错了，就算是发生了碰撞也用O(logn)的tree去做了。仅仅异或一下，既减少了系统的开销，也不会造成的因为高位没有参与下标的计算(table长度比较小时)，从而引起的碰撞。
• 求index，h & （length -1）

static int indexFor(int h, int length) {  //jdk1.7的实现
     return h & (length-1);  //第三步 取模运算
}
tab[i = (n - 1) & hash]  //jdk1.8中实现

• 这样做的原因：位操作的效率高于模的效率
• 这样做的条件：table的length为2的整数次方时，h % length 和h & (length-1)是等价的
• put方法

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
//onlyIfAbsent控制已存在Key的行为，若为true，则Key存在时不修改
//evict用于控制插入回调函数的行为，构造函数中调用evict为false，其余为true
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        Node<K,V> e; K k;
       //根节点的Key就是要插入的Key
        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) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    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;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

• HashMap-put.png

参考来源

• Java 8系列之重新认识HashMap
• 流程图很清晰
• Java 容器源码分析之 HashMap
• 代码讲解很清晰