HashMap的底层原理

简单说: 底层原理就是采用数组加链表:

  

两张图片很清晰地表明存储结构:

既然是线性数组,为什么能随机存取?这里HashMap用了一个小算法,大致是这样实现:

// 存储时: 
int hash = key.hashCode(); // 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值 
int index = hash % Entry[].length; 
Entry[index] = value;

// 取值时: 
int hash = key.hashCode(); 
int index = hash % Entry[].length; 
return Entry[index];

public V put(K key, V value) {

if (key == null)

return putForNullKey(value); //null总是放在数组的第一个链表中

int hash = hash(key.hashCode());

int i = indexFor(hash, table.length);

//遍历链表

for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {

Object k;

//如果key在链表中已存在,则替换为新value

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {

V oldValue = e.value;

e.value = value;

e.recordAccess(this);

return oldValue;

}

}

modCount++;

addEntry(hash, key, value, i);

return null;

}

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

Entry<K,V> e = table[bucketIndex];

table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e); //参数e, 是Entry.next

//如果size超过threshold,则扩充table大小。再散列

if (size++ >= threshold)

resize(2 * table.length);

}

get()

public V get(Object key) {

if (key == null)

return getForNullKey();

int hash = hash(key.hashCode());

//先定位到数组元素,再遍历该元素处的链表

for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];

e != null;

e = e.next) {

Object k;

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))

return e.value;

}

return null;

}

null key的存取

null key总是存放在Entry[]数组的第一个元素。

private V putForNullKey(V value) {

for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {

if (e.key == null) {

V oldValue = e.value;

e.value = value;

e.recordAccess(this);

return oldValue;

}

}

modCount++;

addEntry(0, null, value, 0);

return null;

}

private V getForNullKey() {

for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {

if (e.key == null)

return e.value;

}

return null;

}

再散列rehash过程

当哈希表的容量超过默认容量时,必须调整table的大小。当容量已经达到最大可能值时,那么该方法就将容量调整到Integer.MAX_VALUE返回,这时,需要创建一张新表,将原表的映射到新表中。

/**

* Rehashes the contents of this map into a new array with a

* larger capacity.  This method is called automatically when the

* number of keys in this map reaches its threshold.

*

* If current capacity is MAXIMUM_CAPACITY, this method does not

* resize the map, but sets threshold to Integer.MAX_VALUE.

* This has the effect of preventing future calls.

*

* @param newCapacity the new capacity, MUST be a power of two;

*        must be greater than current capacity unless current

*        capacity is MAXIMUM_CAPACITY (in which case value

*        is irrelevant).

*/

void resize(int newCapacity) {

Entry[] oldTable = table;

int oldCapacity = oldTable.length;

if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {

threshold = Integer.MAX_VALUE;

return;

}

Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];

transfer(newTable);

table = newTable;

threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);

}

/**

* Transfers all entries from current table to newTable.

*/

void transfer(Entry[] newTable) {

Entry[] src = table;

int newCapacity = newTable.length;

for (int j = 0; j < src.length; j++) {

Entry<K,V> e = src[j];

if (e != null) {

src[j] = null;

do {

Entry<K,V> next = e.next;

//重新计算index

int i = indexFor(e.hash, newCapacity);

e.next = newTable[i];

newTable[i] = e;

e = next;

} while (e != null);

}

}

}

时间: 2024-12-17 23:22:19

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