摘要：HashMap是一個用於存儲Key-Value鍵值對的集合，它是面試中常常問到的一個知識點。
HashMap是面試中常常問到的一個知識點，也是判斷一個候選人基礎是否紮實的標準之一，由於經過HashMap能夠引出不少知識點，好比數據結構(數組、鏈表、紅黑樹)、equals和hashcode方法，除此以外還能夠引出線程安全的問題，HashMap是我在初學階段學到的設計的最爲巧妙的集合，裏面有不少細節以及優化技巧都值得咱們深刻學習，本文將會涉及到如下問題node
- 默認大小、負載因子以及擴容倍數
- 底層數據結構
- 如何處理hash衝突
- 如何計算key的hash值
- 數組長度爲何是2的冪次方
- 查找、插入、擴容過程
- fail-fast機制
若是上面的都能回答出來的話那麼這篇文章可能不太適合你，話很少說進入正文。面試
注意：本文源碼都是以JDK1.8版本講解算法
數據結構
在 JDK1.8 中，HashMap 是由 數組+鏈表+紅黑樹構成(1.7版本是數組+鏈表)segmentfault
當一個值中要存儲到HashMap中的時候會根據Key的值來計算出他的hash，經過hash值來確認存放到數組中的位置，若是發生hash衝突就以鏈表的形式存儲，當鏈表過長的話，HashMap會把這個鏈表轉換成紅黑樹來存儲，如圖所示：數組
在看源碼以前咱們須要先看看一些基本屬性安全
//默認初始容量爲16 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; //默認負載因子爲0.75 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //Hash數組(在resize()中初始化) transient Node<K,V>[] table; //元素個數 transient int size; //容量閾值(元素個數大於等於該值時會自動擴容) int threshold;
table數組裏面存放的是Node對象，Node是HashMap的一個內部類，用來表示一個key-value，源碼以下：數據結構
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);//^表示相同返回0，不一樣返回1
//Objects.hashCode(o)————>return o != null ? o.hashCode() : 0;
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
//Objects.equals(1,b)————> return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
if (Objects.equals(key, e.getKey()) && Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
總結多線程
- 默認初始容量爲16，默認負載因子爲0.75
- threshold = 數組長度 * loadFactor，當元素個數大於等於threshold(容量閾值)時，HashMap會進行擴容操做
- table數組中存放指向鏈表的引用
這裏須要注意的一點是table數組並非在構造方法裏面初始化的，它是在resize(擴容)方法裏進行初始化的。ide
這裏說句題外話：可能有刁鑽的面試官會問爲何默認初始容量要設置爲16？爲何負載因子要設置爲0.75？函數
咱們都知道HashMap數組長度被設計成2的冪次方(下面會講)，那爲何初始容量不設計成四、8或者32....其實這是JDK設計者通過權衡以後得出的一個比較合理的數字，，若是默認容量是8的話，當添加到第6個元素的時候就會觸發擴容操做，擴容操做是很是消耗CPU的，32的話若是隻添加少許元素則會浪費內存，所以設計成16是比較合適的，負載因子也是同理。
table數組長度永遠爲2的冪次方
衆所周知，HashMap數組長度永遠爲2的冪次方(指的是table數組的大小)，那你有想過爲何嗎？
首先咱們須要知道HashMap是經過一個名爲tableSizeFor的方法來確保HashMap數組長度永遠爲2的冪次方的，源碼以下：
/*找到大於或等於 cap 的最小2的冪，用來作容量閾值*/
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;
}
tableSizeFor的功能（不考慮大於最大容量的狀況）是返回大於等於輸入參數且最近的2的整數次冪的數。好比10，則返回16。
該算法讓最高位的1後面的位全變爲1。最後再讓結果n+1，即獲得了2的整數次冪的值了。
讓cap-1再賦值給n的目的是另找到的目標值大於或等於原值。例如二進制1000，十進制數值爲8。若是不對它減1而直接操做，將獲得答案10000，即16。顯然不是結果。減1後二進制爲111，再進行操做則會獲得原來的數值1000，即8。經過一系列位運算大大提升效率。
那在什麼地方會用到tableSizeFor方法呢？
答案就是在構造方法裏面調用該方法來設置threshold，也就是容量閾值。
這裏你可能又會有一個疑問：爲何要設置爲threshold呢？
由於在擴容方法裏第一次初始化table數組時會將threshold設置數組的長度，後續在講擴容方法時再介紹。
/*傳入初始容量和負載因子*/
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);
}
那麼爲何要把數組長度設計爲2的冪次方呢？
我我的以爲這樣設計有如下幾個好處：
一、當數組長度爲2的冪次方時，可使用位運算來計算元素在數組中的下標
HashMap是經過index=hash&(table.length-1)這條公式來計算元素在table數組中存放的下標，就是把元素的hash值和數組長度減1的值作一個與運算，便可求出該元素在數組中的下標，這條公式其實等價於hash%length，也就是對數組長度求模取餘，只不過只有當數組長度爲2的冪次方時，hash&(length-1)纔等價於hash%length，使用位運算能夠提升效率。
二、 增長hash值的隨機性，減小hash衝突
若是 length 爲 2 的冪次方，則 length-1 轉化爲二進制一定是 11111……的形式，這樣的話可使全部位置都能和元素hash值作與運算，若是是若是 length 不是2的次冪，好比length爲15，則length-1爲14，對應的二進制爲1110，在和hash 作與運算時，最後一位永遠都爲0 ，浪費空間。
擴容
HashMap每次擴容都是創建一個新的table數組，長度和容量閾值都變爲原來的兩倍，而後把原數組元素從新映射到新數組上，具體步驟以下：
- 首先會判斷table數組長度，若是大於0說明已被初始化過，那麼按當前table數組長度的2倍進行擴容，閾值也變爲原來的2倍
- 若table數組未被初始化過，且threshold(閾值)大於0說明調用了HashMap(initialCapacity, loadFactor)構造方法，那麼就把數組大小設爲threshold
- 若table數組未被初始化，且threshold爲0說明調用HashMap()構造方法，那麼就把數組大小設爲16，threshold設爲16*0.75
- 接着須要判斷若是不是第一次初始化，那麼擴容以後，要從新計算鍵值對的位置，並把它們移動到合適的位置上去，若是節點是紅黑樹類型的話則須要進行紅黑樹的拆分。
這裏有一個須要注意的點就是在JDK1.8 HashMap擴容階段從新映射元素時不須要像1.7版本那樣從新去一個個計算元素的hash值，而是經過hash & oldCap的值來判斷，若爲0則索引位置不變，不爲0則新索引=原索引+舊數組長度，爲何呢？具體緣由以下：
由於咱們使用的是2次冪的擴展(指長度擴爲原來2倍)，因此，元素的位置要麼是在原位置，要麼是在原位置再移動2次冪的位置。所以，咱們在擴充HashMap的時候，不須要像JDK1.7的實現那樣從新計算hash，只須要看看原來的hash值新增的那個bit是1仍是0就行了，是0的話索引沒變，是1的話索引變成「原索引+oldCap
這點其實也能夠看作長度爲2的冪次方的一個好處，也是HashMap 1.7和1.8之間的一個區別，具體源碼以下：
/*擴容*/
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
//一、若oldCap>0 說明hash數組table已被初始化
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}//按當前table數組長度的2倍進行擴容，閾值也變爲原來的2倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1;
}//二、若數組未被初始化，而threshold>0說明調用了HashMap(initialCapacity)和HashMap(initialCapacity, loadFactor)構造器
else if (oldThr > 0)
newCap = oldThr;//新容量設爲數組閾值
else { //三、若table數組未被初始化，且threshold爲0說明調用HashMap()構造方法
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//默認爲16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);//16*0.75
}
//若計算過程當中，閾值溢出歸零，則按閾值公式從新計算
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
//建立新的hash數組，hash數組的初始化也是在這裏完成的
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
//若是舊的hash數組不爲空，則遍歷舊數組並映射到新的hash數組
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;//GC
if (e.next == null)//若是隻連接一個節點，從新計算並放入新數組
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
//如果紅黑樹，則須要進行拆分
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else {
//rehash————>從新映射到新數組
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
/*注意這裏使用的是：e.hash & oldCap，若爲0則索引位置不變，不爲0則新索引=原索引+舊數組長度*/
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;
}
在擴容方法裏面還涉及到有關紅黑樹的幾個知識點：
鏈表樹化
指的就是把鏈表轉換成紅黑樹，樹化須要知足如下兩個條件：
- 鏈表長度大於等於8
- table數組長度大於等於64
爲何table數組容量大於等於64才樹化？
由於當table數組容量比較小時，鍵值對節點 hash 的碰撞率可能會比較高，進而致使鏈表長度較長。這個時候應該優先擴容，而不是立馬樹化。
紅黑樹拆分
拆分就是指擴容後對元素從新映射時，紅黑樹可能會被拆分紅兩條鏈表。
因爲篇幅有限，有關紅黑樹這裏就不展開了。
查找
在看源碼以前先來簡單梳理一下查找流程：
- 首先經過自定義的hash方法計算出key的hash值，求出在數組中的位置
- 判斷該位置上是否有節點，若沒有則返回null，表明查詢不到指定的元素
- 如有則判斷該節點是否是要查找的元素，如果則返回該節點
- 若不是則判斷節點的類型，若是是紅黑樹的話，則調用紅黑樹的方法去查找元素
- 若是是鏈表類型，則遍歷鏈表調用equals方法去查找元素
HashMap的查找是很是快的，要查找一個元素首先得知道key的hash值，在HashMap中並非直接經過key的hashcode方法獲取哈希值，而是經過內部自定義的hash方法計算哈希值，咱們來看看其實現：
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) 是爲了讓高位數據與低位數據進行異或，變相的讓高位數據參與到計算中，int有 32 位，右移16位就能讓低16位和高16位進行異或，也是爲了增長hash值的隨機性。
知道如何計算hash值後咱們來看看get方法
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;//hash(key)不等於key.hashCode
}
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; //指向hash數組
Node<K,V> first, e; //first指向hash數組連接的第一個節點，e指向下一個節點
int n;//hash數組長度
K k;
/*(n - 1) & hash ————>根據hash值計算出在數組中的索引index（至關於對數組長度取模，這裏用位運算進行了優化）*/
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
//基本類型用==比較，其它用equals比較
if (first.hash == hash && ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
//若是first是TreeNode類型，則調用紅黑樹查找方法
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {//向後遍歷
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
這裏要注意的一點就是在HashMap中用 (n - 1) & hash 計算key所對應的索引index（至關於對數組長度取模，這裏用位運算進行了優化），這點在上面已經說過了，就再也不廢話了。
插入
咱們先來看看插入元素的步驟：
- 當table數組爲空時，經過擴容的方式初始化table
- 經過計算鍵的hash值求出下標後，若該位置上沒有元素(沒有發生hash衝突)，則新建Node節點插入
- 若發生了hash衝突，遍歷鏈表查找要插入的key是否已經存在，存在的話根據條件判斷是否用新值替換舊值
- 若是不存在，則將元素插入鏈表尾部，並根據鏈表長度決定是否將鏈表轉爲紅黑樹
- 判斷鍵值對數量是否大於等於閾值，若是是的話則進行擴容操做
先看完上面的流程，再來看源碼會簡單不少，源碼以下：
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;//指向hash數組
Node<K,V> p;//初始化爲table中第一個節點
int n, i;//n爲數組長度，i爲索引
//tab被延遲到插入新數據時再進行初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//若是數組中不包含Node引用，則新建Node節點存入數組中便可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//new Node<>(hash, key, value, next)
else {
Node<K,V> e; //若是要插入的key-value已存在，用e指向該節點
K k;
//若是第一個節點就是要插入的key-value，則讓e指向第一個節點（p在這裏指向第一個節點）
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//若是p是TreeNode類型，則調用紅黑樹的插入操做（注意：TreeNode是Node的子類）
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//對鏈表進行遍歷，並用binCount統計鏈表長度
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//若是鏈表中不包含要插入的key-value，則將其插入到鏈表尾部
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//若是鏈表長度大於或等於樹化閾值，則進行樹化操做
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//若是要插入的key-value已存在則終止遍歷，不然向後遍歷
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//若是e不爲null說明要插入的key-value已存在
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
//根據傳入的onlyIfAbsent判斷是否要更新舊值
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//鍵值對數量大於等於閾值時，則進行擴容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);//也是空函數？回調？不知道幹嗎的
return null;
}
從源碼也能夠看出table數組是在第一次調用put方法後才進行初始化的。
這裏還有一個知識點就是在JDK1.8版本HashMap是在鏈表尾部插入元素的，而在1.7版本里是插入鏈表頭部的，1.7版本這麼設計的緣由多是做者認爲新插入的元素使用到的頻率會比較高，插入頭部的話能夠減小遍歷次數。
那爲何1.8改爲尾插法了呢？主要是由於頭插法在多線程環境下可能會致使兩個節點互相引用，造成死循環，因爲此文主要講解1.8版本，感興趣的小夥伴能夠去看看1.7版本的源碼。
刪除
HashMap的刪除操做並不複雜，僅需三個步驟便可完成。
- 定位桶位置
- 遍歷鏈表找到相等的節點
- 第三步刪除節點
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? null : e.value;
}
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab;
Node<K,V> p;
int n, index;
//一、定位元素桶位置
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e;
K k;
V v;
// 若是鍵的值與鏈表第一個節點相等，則將 node 指向該節點
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
// 若是是 TreeNode 類型，調用紅黑樹的查找邏輯定位待刪除節點
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
// 二、遍歷鏈表，找到待刪除節點
do {
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
// 三、刪除節點，並修復鏈表或紅黑樹
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value || (value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
注意：刪除節點後可能破壞了紅黑樹的平衡性質，removeTreeNode方法會對紅黑樹進行變色、旋轉等操做來保持紅黑樹的平衡結構，這部分比較複雜，感興趣的小夥伴可看下面這篇文章：紅黑樹詳解
遍歷
在工做中HashMap的遍歷操做也是很是經常使用的，也許有不少小夥伴喜歡用for-each來遍歷，可是你知道其中有哪些坑嗎？
看下面的例子，當咱們在遍歷HashMap的時候，若使用remove方法刪除元素時會拋出ConcurrentModificationException異常
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("1", 1);
map.put("2", 2);
map.put("3", 3);
for (String s : map.keySet()) {
if (s.equals("2"))
map.remove("2");
}
這就是常說的fail-fast(快速失敗)機制，這個就須要從一個變量提及
transient int modCount;
在HashMap中有一個名爲modCount的變量，它用來表示集合被修改的次數，修改指的是插入元素或刪除元素，能夠回去看看上面插入刪除的源碼，在最後都會對modCount進行自增。
當咱們在遍歷HashMap時，每次遍歷下一個元素前都會對modCount進行判斷，若和原來的不一致說明集合結果被修改過了，而後就會拋出異常，這是Java集合的一個特性，咱們這裏以keySet爲例，看看部分相關源碼：
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks = keySet;
if (ks == null) {
ks = new KeySet();
keySet = ks;
}
return ks;
}
final class KeySet extends AbstractSet<K> {
public final Iterator<K> iterator() { return new KeyIterator(); }
// 省略部分代碼
}
final class KeyIterator extends HashIterator implements Iterator<K> {
public final K next() { return nextNode().key; }
}
/*HashMap迭代器基類，子類有KeyIterator、ValueIterator等*/
abstract class HashIterator {
Node<K,V> next; //下一個節點
Node<K,V> current; //當前節點
int expectedModCount; //修改次數
int index; //當前索引
//無參構造
HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
Node<K,V>[] t = table;
current = next = null;
index = 0;
//找到第一個不爲空的桶的索引
if (t != null && size > 0) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
}
//是否有下一個節點
public final boolean hasNext() {
return next != null;
}
//返回下一個節點
final Node<K,V> nextNode() {
Node<K,V>[] t;
Node<K,V> e = next;
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();//fail-fast
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
//當前的鏈表遍歷完了就開始遍歷下一個鏈表
if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
return e;
}
//刪除元素
public final void remove() {
Node<K,V> p = current;
if (p == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
current = null;
K key = p.key;
removeNode(hash(key), key, null, false, false);//調用外部的removeNode
expectedModCount = modCount;
}
}
相關代碼以下，能夠看到若modCount被修改了則會拋出ConcurrentModificationException異常。
if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException();
那麼如何在遍歷時刪除元素呢？
咱們能夠看看迭代器自帶的remove方法，其中最後兩行代碼以下：
removeNode(hash(key), key, null, false, false);//調用外部的removeNode expectedModCount = modCount;
意思就是會調用外部remove方法刪除元素後，把modCount賦值給expectedModCount，這樣的話二者一致就不會拋出異常了，因此咱們應該這樣寫：
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("1", 1);
map.put("2", 2);
map.put("3", 3);
Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();
while (iterator.hasNext()){
if (iterator.next().equals("2"))
iterator.remove();
}
這裏還有一個知識點就是在遍歷HashMap時，咱們會發現遍歷的順序和插入的順序不一致，這是爲何？
在HashIterator源碼裏面能夠看出，它是先從桶數組中找到包含鏈表節點引用的桶。而後對這個桶指向的鏈表進行遍歷。遍歷完成後，再繼續尋找下一個包含鏈表節點引用的桶，找到繼續遍歷。找不到，則結束遍歷。這就解釋了爲何遍歷和插入的順序不一致，不懂的同窗請看下圖：
equasl和hashcode
我在面試中就被問到過HashMap的key有什麼限制嗎？相信不少人都知道HashMap的key須要重寫equals和hashcode方法。
爲何HashMap的key須要重寫equals()和hashcode()方法？
簡單看個例子，這裏以Person爲例：
public class Person {
Integer id;
String name;
public Person(Integer id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj == null) return false;
if (obj == this) return true;
if (obj instanceof Person) {
Person person = (Person) obj;
if (this.id == person.id)
return true;
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person(1, "aaa");
Person p2 = new Person(1, "bbb");
HashMap<Person, String> map = new HashMap<>();
map.put(p1, "這是p1");
System.out.println(map.get(p2));
}
}
- 原生的equals方法是使用==來比較對象的
- 原生的hashCode值是根據內存地址換算出來的一個值
Person類重寫equals方法來根據id判斷是否相等，當沒有重寫hashcode方法時，插入p1後便沒法用p2取出元素，這是由於p1和p2的哈希值不相等。
HashMap插入元素時是根據元素的哈希值來肯定存放在數組中的位置，所以HashMap的key須要重寫equals和hashcode方法。
總結
本文描述了HashMap的實現原理，並結合源碼作了進一步的分析，其實還有不少相關的知識點沒有講到，好比HashMap的線程安全問題、1.7和1.8版本之間的區別....後續若是有時間的話會繼續寫文章和你們交流交流。
本文轉自segmentfault做者：超大隻烏龜，轉載請先聯繫做者受權