HashMap底层详解-001-数据结构、put、get

今天小粉粉去某公司参加Java开发工程师的面试了。但是不太顺利，然后她遇见了小灰灰……

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1. HashMap的数据结构

• HashMap的数据结构是 数组+链表 的形式组成的。

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• 数组（这个table就是咱们看见的数组部分。）

    /**
     * The table, initialized on first use, and resized as
     * necessary. When allocated, length is always a power of two.
     * (We also tolerate length zero in some operations to allow
     * bootstrapping mechanics that are currently not needed.)
     */

     /**
      * 在第一次使用时初始化的表，并调整为
      * 必要的。当分配时，长度总是2的幂。
      * (在某些操作中，我们还可以容忍长度为0
      * 目前不需要的引导机制。)
      */
    transient Node<K,V>[] table;

• 链表（在数组元素的内部）

/**
 * Basic hash bin node, used for most entries.  (See below for
 * TreeNode subclass, and in LinkedHashMap for its Entry subclass.)
 */
/**
 * 基本的哈希本节点，用于大多数条目。(见下文
 * TreeNode子类，在LinkedHashMap中用于它的入口子类。)
 */
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    // 指向下一个元素的引用（形成内部的链表）
    Node<K,V> next;

   // …………
}

2. put、get

• put：

  • 先根据put进来的元素的key值对应的hash值得到这个元素应该存放在table中的位置（index)

  • 把这个元素放入到index位置上。如果这个index上已经存放有其他元素了，那在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头(头插法)

    /**
     * Implements Map.put and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @param value the value to put
     * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
     * @param evict if false, the table is in creation mode.
     * @return previous value, or null if none
     */
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        // 第一次使用table，初始化长度
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;

        // 应该存放的位置的值是 null，那就直接把元素put到这个位置
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        // 这个位置已经有元素存在了
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            // 插入的key是一样的（直接替换掉）
            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 {
                // 头插
                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;
    }

• get:

  • 先根据get元素的key值对应的hash值得到这个元素应该存放在table中的位置（index)

  • 再在这个index的元素的链表中去equals(key)，如果相等的话，那就是要get的值（顺便一提：实现者认为后面插入的被查找的概率更大，所以使用了头插法）

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