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Java中的HashMap之put

Java中的HashMap之put

作者: 被虐的小鸡 | 来源:发表于2020-04-04 20:26 被阅读0次

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    put(K key, V value)

    public V put(K key, V value) {
            return putVal(hash(key), key, value, false, 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;
                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;
        }
    

    通过put方法我们可以看到有三种情况:

    • 当数组为null
    • 当数组中的链表没有节点
    • 当数组中的链表有节点
      1. 如果数组中的值为树
      2. 如果数组中的值为链表

    当数组为null

    当数组为null的时候,他会调用resize方法,resize方法用来给HashMap扩容,当HashMap中的数据越来越多就会使key的碰撞概率越来越大,为了减少碰撞的概率,我们就需要给HashMap扩容,扩容之后HashMap需要将原来的数据重新计算位置放入新的数组中。

    final Node<K,V>[] resize() {
            Node<K,V>[] oldTab = table;
            int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
            int oldThr = threshold;
            int newCap, newThr = 0;
            if (oldCap > 0) {
                if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                    threshold = Integer.MAX_VALUE;
                    return oldTab;
                }
                else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                         oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                    newThr = oldThr << 1; // double threshold
            }
            else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
                newCap = oldThr;
            else {               // zero initial threshold signifies using defaults
                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;
            @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
                Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
            table = newTab;
            if (oldTab != null) {
                for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                    Node<K,V> e;
                    if ((e = oldTab[j]) != null) {
                        oldTab[j] = null;
                        if (e.next == null)
                            newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                        else if (e instanceof TreeNode)
                            ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                        else { // preserve order
                            Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                            Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                            Node<K,V> 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;
                                newTab[j] = loHead;
                            }
                            if (hiTail != null) {
                                hiTail.next = null;
                                newTab[j + oldCap] = hiHead;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            return newTab;
        }
    

    这个扩容又有三种可能:

    • 如果老的数组有值
    • 老的数组的阈值大于0,并且老数组没有值

    这种情况解释一下就是当我们创建HashMap的时候可以传入一个初始化大小,当还没有向HashMap中添加数据的时候,它就不满足条件1,反而满足条件2

    • 当数组为空,并且他的阈值也为0的时候

    这种情况出现在创建HashMap的时候使用的是空参的构造方法

    扩容-如果老的数组有值

    • 如果老数组的长度已经到达最大长度,那么他的阈值会设置为Integer的最大值,并且不会再去扩容
    • 如果扩容两倍之后没有达到最大值那么就将阈值扩大两倍

    扩容-老的数组的阈值大于0,并且老数组没有值

    直接将老数组的阈值作为数组的长度

    扩容-当数组为空,并且他的阈值也为0的时候

    初始化默认数组长度为16,阈值为数组长度加载因子=160.75=12


    做完以上操作我们就知道这个数组到底有多大了,接着去创建数组。接下来就是将老的数组中的数据存到新数组中对应的位置。

    if (oldTab != null) {
                for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                    Node<K,V> e;
                    if ((e = oldTab[j]) != null) {
                        oldTab[j] = null;
                        if (e.next == null)
                            newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                        else if (e instanceof TreeNode)
                            ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                        else { // preserve order
                            Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                            Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                            Node<K,V> 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;
                                newTab[j] = loHead;
                            }
                            if (hiTail != null) {
                                hiTail.next = null;
                                newTab[j + oldCap] = hiHead;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
    

    这里遍历了老的数组,将数组每一个位置的链表拿出来,又分成了三种情况

    • 链表只有一个节点
      将该链表重新计算位置放在新的数组中
    • 树结构
      本节我们暂时不细看,下一节细挖一下红黑树的查找和添加
    • 链表有多个节点
      (e.hash & oldCap) == 0 表示该节点还在原来数组中的位置(表示hash值的高位为0,也就是不超过原数组长度的大小),直接放入新数组的对应位置就好,否则就重新计算放入新数组的位置
    举个例子理解一下为什么放在j+oldCap位置
    数组长度为16,二进制为10000
    有一个hash值二进制为 10001,
    他在原数组中位置是1,但是当数组扩容以后长度变成了32,二进制为100000
    那他在新数组中的位置就是 32-1(11111)&10001=10001,十进制就是17
    就相当于1+16(原数组的长度)
    

    当数组中的链表没有节点

    此时直接创建一个节点放入数组中

    当数组中的链表有节点

    • 数组中的链表已经转换成了红黑树
      这个我们下一篇再细挖
    • 数组中还是存放的链表
      判断链表的长度是不是超过8,如果超过8就需要转成红黑树,如果没有超过8就创建一个节点放在后面,如果这个节点已经存在就将原值返回。

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