《架構(gòu)之路源碼解析JDK9系列》HashMap的原理

一.導(dǎo)讀

HashMap想必大家已經(jīng)在熟悉不過(guò)了，今天開(kāi)始將會(huì)跟大家一起學(xué)習(xí)下JDK9的源碼，我們主要從工作原理和常用的方法進(jìn)行分析學(xué)習(xí)，希望能給您帶來(lái)收獲。

二.版本

Java version "9.0.4"

Java(TM) SE Runtime Environment (build 9.0.4+11)

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 9.0.4+11, mixed mode)

三.解析

1.屬性

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 默認(rèn)初始容量為16

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 哈希表最大容量為2的30次方

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 默認(rèn)的加載因子0.75

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 默認(rèn)的值為8，bin(桶)的個(gè)數(shù)超過(guò)這個(gè)值時(shí)，將鏈表轉(zhuǎn)換成紅黑樹(shù)

static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 默認(rèn)值為6，bin(桶)的個(gè)數(shù)小于這個(gè)值時(shí)，將紅黑樹(shù)轉(zhuǎn)換成鏈表

static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; // 鏈表轉(zhuǎn)換樹(shù)之前，只有鍵值對(duì)數(shù)量大約這個(gè)值時(shí)，才會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換

2.構(gòu)造方法

public HashMap() // 默認(rèn)初始容量(16)和默認(rèn)加載因子(0.75)的HashMap

public HashMap(int initialCapacity) // 構(gòu)造一個(gè)指定初始容量和默認(rèn)加載因子(0.75)的HashMap

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) // 構(gòu)造一個(gè)指定初始容量和加載因子的HashMap

public HashMap(Map m) // 構(gòu)造一個(gè)映射關(guān)系與指定Map相同的HashMap

3.內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)組+鏈表+紅黑樹(shù)

4.put方法

public V put(K key, V value) {

? ? // 對(duì)key的hashCode()做hash

? ? return 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;

? ? // 判斷hash表是否為空，如果為空，則進(jìn)行表空間擴(kuò)容

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

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

? ? // 判斷通過(guò)Key得到的hash值在當(dāng)前數(shù)組中是否存在對(duì)應(yīng)的元素，如果不存在，則新建鏈表節(jié)點(diǎn)并賦值給數(shù)組。如果值存在，則進(jìn)入else分支

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

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

? ? else {

? ? ? ? Node e; K k;

? ? ? ? // 判斷數(shù)組存儲(chǔ)的內(nèi)容是否和Key相等，相等則覆蓋

? ? ? ? if (p.hash == hash &&

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

? ? ? ? ? ? e = p;

? ? ? ? // 如果不相等，則判斷節(jié)點(diǎn)是不是紅黑樹(shù)

? ? ? ? else if (p instanceof TreeNode)

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

? ? ? ? else {

? ? ? ? // 如果不相等也不是紅黑樹(shù)，則是鏈表。遍歷鏈表

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

? ? ? ? ? ? // 如果遍歷鏈表的尾端也沒(méi)有找到key值相同的節(jié)點(diǎn)，則新建一個(gè)Node,然后添加到第一個(gè)元素的后面

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

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

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 如果鏈表的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，滿足轉(zhuǎn)換紅黑樹(shù)的條件，滿足則轉(zhuǎn)換成紅黑樹(shù)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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;

? ? // 如果超過(guò)容量，則進(jìn)行擴(kuò)容

? ? if (++size > threshold)

? ? ? ? resize();

? ? afterNodeInsertion(evict);

? ? return null;

}

5.get方法

public V get(Object key) {

? ? Node e;

? ? return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;

}

final Node getNode(int hash, Object key) {

? ? Node[] tab; Node first, e; int n; K k;

? ? // 如果數(shù)組不等于空并且可以根據(jù)Hash值找到鍵值對(duì)在數(shù)組中的位置

? ? if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&

? ? ? ? (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {

? ? ? ? // 總是先檢查第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，找到則返回

? ? ? ? if (first.hash == hash && // always check first node

? ? ? ? ? ? ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

? ? ? ? ? ? return first;

? ? ? ? if ((e = first.next) != null) {

? ? ? ? ? ? // 如果是紅黑樹(shù)，則遍歷紅黑樹(shù)，取節(jié)點(diǎn)Value值

? ? ? ? ? ? if (first instanceof TreeNode)

? ? ? ? ? ? ? ? return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);

? ? ? ? ? ? do {

? ? ? ? ? ? // 如果是鏈表，則循環(huán)遍歷鏈表直到找到節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? ? ? ? ? if (e.hash == hash &&

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

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return e;

? ? ? ? ? ? } while ((e = e.next) != null);

? ? ? ? }

? ? }

? ? return null;

}

final TreeNode getTreeNode(int h, Object k) {

? ? return ((parent != null) ? root() : this).find(h, k, null);

}

final TreeNode find(int h, Object k, Class kc) {

? ? TreeNode p = this;

? ? do {

? ? ? ? int ph, dir; K pk;

? ? ? ? TreeNode pl = p.left, pr = p.right, q;

? ? ? ? // 傳入的Hash值小于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的Hash值，進(jìn)入左節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? if ((ph = p.hash) > h)

? ? ? ? ? ? p = pl;

? ? ? ? // 大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)Hash值，進(jìn)入右節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? else if (ph < h)

? ? ? ? ? ? p = pr;

? ? ? ? // 傳入的Hash值與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)Hash值相等，并且Key相等，則返回當(dāng)前節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk)))

? ? ? ? ? ? return p;

? ? ? ? // 如果左節(jié)點(diǎn)為Null，則進(jìn)入右節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? else if (pl == null)

? ? ? ? ? ? p = pr;

? ? ? ? // 如果右節(jié)點(diǎn)為Null，則進(jìn)入左節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? else if (pr == null)

? ? ? ? ? ? p = pl;

? ? ? ? // 如果是按照比較器排序，則通過(guò)比較器返回值決定進(jìn)入左節(jié)點(diǎn)還是右節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? else if ((kc != null ||

? ? ? ? ? ? ? ? ? (kc = comparableClassFor(k)) != null) &&

? ? ? ? ? ? ? ? (dir = compareComparables(kc, k, pk)) != 0)

? ? ? ? ? ? p = (dir < 0) ? pl : pr;

? ? ? ? // 如果右節(jié)點(diǎn)找到此關(guān)鍵字，直接返回

? ? ? ? else if ((q = pr.find(h, k, kc)) != null)

? ? ? ? ? ? return q;

? ? ? ? // 條件都不滿足，則進(jìn)入左節(jié)點(diǎn)

? ? ? ? else

? ? ? ? ? ? p = pl;

? ? } while (p != null);

? ? return null;

}

6.resize方法

final Node[] resize() {

? ? Node[] oldTab = table;

? ? int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;

? ? int oldThr = threshold;

? ? int newCap, newThr = 0;

? ? if (oldCap > 0) {

? ? ? ? // 如果原數(shù)組的長(zhǎng)度大于等于哈希表的最大容量，則將閾值設(shè)置成整形的最大值

? ? ? ? if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {

? ? ? ? ? ? threshold = Integer.MAX_VALUE;

? ? ? ? ? ? return oldTab;

? ? ? ? }

? ? ? ? // 容量翻倍

? ? ? ? else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)

? ? ? ? ? ? // 閾值翻倍

? ? ? ? ? ? newThr = oldThr << 1; // double threshold } // 如果舊的閾值大于0，則將容量替換成原來(lái)的閾值 else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold

? ? ? ? newCap = oldThr;

? ? else {? ? ? ? ? ? ? // zero initial threshold signifies using defaults

? ? ? ? // 16

? ? ? ? newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;

? ? ? ? // 0.75*16=12

? ? ? ? newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);

? ? }

? ? // 如果新的容量等于0

? ? if (newThr == 0) {


? ? ? ? float ft = (float)newCap * loadFactor;

? ? ? ? newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE);

? ? }

? ? // 設(shè)置新的閾值

? ? threshold = newThr;

? ? @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})

? ? // 擴(kuò)容

? ? ? ? Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];

? ? table = newTab;

? ? // 如果舊的table不等于Null，復(fù)制元素，重新Hash

? ? if (oldTab != null) {

? ? ? ? for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {

? ? ? ? ? ? Node e;

? ? ? ? ? ? if ((e = oldTab[j]) != null) {

? ? ? ? ? ? ? ? oldTab[j] = null;

? ? ? ? ? ? ? ? if (e.next == null)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;

? ? ? ? ? ? ? ? // 如果舊的節(jié)點(diǎn)是紅黑樹(shù)，則將樹(shù)上的節(jié)點(diǎn)rehash之后并放到新的地方

? ? ? ? ? ? ? ? else if (e instanceof TreeNode)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);

? ? ? ? ? ? ? ? else { // preserve order

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 鏈表重新Hash

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Node loHead = null, loTail = null;

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Node hiHead = null, hiTail = null;

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Node 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;

}

原文地址:https://www.xiangquba.cn/2018/03/05/jdk9-hashmap/

最后編輯于 ：
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成，瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn)，簡(jiǎn)書(shū)系信息發(fā)布平臺(tái)，僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容