HashMap源码解析非原创

2023-01-03 07:36:33

Stack过时的类，使用Deque重新实现。

HashCode和equals的关系

HashCode为hash码，用于散列数组中的存储时HashMap进行散列映射。

equals方法适用于比较两个对象是否相同，Object方法的equals方法默认为比较两个对象的地址是否相同

    public boolean equals(Object obj) {

        return (this == obj);

    }

在实际开发中hashcode()和equals()都需要自己重写并且需要保证一下原则

两个对象equals()，那么这两个对象的hashcode()一定相等
两个对象hashcode相等，其不一定equals()，因为hashcode函数仅仅是做分散，最终还是会发生一定的冲突

可以考虑在集合中，判断两个对象是否相等的规则是：

　　　　第一步，如果hashCode()相等，则查看第二步，否则不相等;

　　　　第二步，查看equals()是否相等，如果相等，则两obj相等，否则还是不相等。

public static void main(String[] args) {

        Object o1 = new Object();

        Object o2 = new Object();

        System.out.println("hashcode o1 :"+o1.hashCode());

        System.out.println("hashcode o2 :"+o2.hashCode());

        System.out.println("o1 equals o2 ?"+o1.equals(o2));

    }

hashcode o1 :1826771953

hashcode o2 :1406718218

o1 equals o2 ?false

HashMap源码解析：

HashMap的定义：

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

继承抽象AbstractMap，实现了Map。

HashMap中重要常量：

//默认容量

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

//最大容量

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

//默认加载因子

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

//链表转成红黑树的阈值

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

//红黑树转为链表的阈值

static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

//存储方式由链表转成红黑树的容量的最小阈值

static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

//HashMap中存储的键值对的数量

transient int size;

//扩容阈值，当size>=threshold时，就会扩容

int threshold;

//HashMap的加载因子

final float loadFactor;

需要指出的是这里loadFactor加载因子在初始化后就不能变更。加载因子也可以叫做扩充因子----毕竟只是拿来判断是否扩容的嘛(#^.#)。

初始化HashMap

Map<K,V> map = new HashMap<K,V>();

或者 Map<K,V> map = new HashMap<K,V>(31)

实际调用的代码

public HashMap(int initialCapacity) {

    this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);

}

this(initialCapacity,DEAULT_LOAD_FACTOR);

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {

    if (initialCapacity < 0)

        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +

                                           initialCapacity);

    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))

        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +

                                           loadFactor);

    this.loadFactor = loadFactor;

    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);

}

在初始化中会判断，初始化参数是否小于0，抛出IllegalArgumentException();如果HashMap的最大容量MAXIMUM_CAPACITY(也就是2的32次方，为什么是2的32次方呢？ )，在确定threhold扩容阈值。

细心的同学可能注意到HashMap中所有常量的定义都是int型，Java中int型是32位的。

接下来就是对tableSizeFor的解释：

/**

 * Returns a power of two size for the given target capacity.

 */

static final int tableSizeFor(int cap) {

    int n = cap - 1;

    n |= n >>> 1;

    n |= n >>> 2;

    n |= n >>> 4;

    n |= n >>> 8;

    n |= n >>> 16;

    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;

}

源代码中注释的写的是获取与cap最相近的2的幂。

例如 32 会产生32 而33就会产生64，这个式子很神奇，为什么正确，我也不太明了o(╥﹏╥)o。

Hash()方法

static final int hash(Object key) {

    int h;

    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

}

^是异或操作 1^1 =0 ;1^0 = 1; 0^1 =1 ;0^0=0; 多位的异或，比如3^2 = 1 (11^10 = 01);

这里需要解释的是，如果(h = key.hashCode())^(h>>>16) 是取h的低16位与高16为进行异或作为低16位与h的高16位进行拼接，得到最后的hash值。据说能够提高hash的分散程度。嘤嘤嘤。

还有提到一点就是HashSet内部是使用HashMap实现的；这个在解析HashSet的时候会详细提到；
/**

	HashSet的Add的方法

*/

public boolean add(E e) {

 return map.put(e, PRESENT)==null;

}

HashSet核心方法

putVal()方法

源码：

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;

}

我们慢慢来分析。首先看入参：

hash：表示key的hash值

key：待存储的key值

value：待存储的value值，从这个方法可以知道，HashMap底层存储的是key-value的键值对，不只是存储了value

onlyIfAbsent：这个参数表示，是否需要替换相同的value值，如果为true，表示不替换已经存在的value

evict：如果为false，表示数组是新增模式

我们看到put时所传入的参数put(hash(key), key, value, false, true)，可以得到相应的含义。

作者：端木轩

链接：https://www.jianshu.com/p/7dcff1fd05ad

來源：简书

简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。

HashMap中的数据结构

在继续下一步分析之前，我们首先需要看一下HashMap底层的数据结构。

HashMap的数据结构

我们可以看到，HashMap底层是数组加单向链表或红黑树实现的(这是JDK 1.8里面的内容，之前的版本纯粹是数组加单向链表实现)。

回到最骚气的putVal()

Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;

Node<K,V>[] tab 用于引用table也就是hash表；

Node<K,V> p 用于指向需要指向红黑树或者链表；

int n 用于存储当前table的长度；

int i 用于存储当前访问的table索引；

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

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

如果表为空或这表的长度为零重新分配表；

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

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

如果当前访问的桶为空，初始化一个新的节点

Node<K,V> e; K k;

if (p.hash == hash &&

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

    e = p;

当前的hash值等于。。。

else if (p instanceof TreeNode)

    e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

当前访问的桶是红黑树，将该值放入红黑树中；

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;

}

如果桶是空的，将节点添加到链表后面，如果当前链表长度大于TREEIFY_THRESHOLD将当前链表转化为红黑树。

if (e != null) { // existing mapping for key

    V oldValue = e.value;

    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)

        e.value = value;

    afterNodeAccess(e);

    return oldValue;

}

如果当前key不为空，并且开启了替换模式，将值直接替掉；

++modCount;

if (++size > threshold)

    resize();

当前值大小大于阈值，将当前大小重新定制；到此，最核心的putVal()就浅显的将完成了，虽然还有很多的疑惑为解决；
// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions

void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }

void afterNodeInsertion(boolean evict) { }

void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
在代码中这三个方法体时为空的，用于LinkedHashMap的操作；

参考内容：

作者：端木轩

链接：https://www.jianshu.com/p/7dcff1fd05ad

來源：简书

简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。

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