HashMap底層實現原理（下）

HashMap底層實現原理（下）

清淺池塘

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上一篇文章咱們介紹了HashMap的底層實現，但還遺留了一點內容，咱們再回顧一下上一篇文章裏說的內容

執行完紅框裏的代碼，personMap裏放入了8個元素，放置完成後在堆內存表現以下圖

若是忽略底層實現細節，是這樣的

在Map中，一個key，對應了一個value，若是key的值已經存在，Map會直接替換value的內容，來看一下源碼中是怎麼實現的，來看如下代碼

Person oldPerson1 = personMap.put("張三", new Person("新張三", 21));
Person oldPerson2 = personMap.put("孫七", new Person("新孫七", 32));

System.out.println("oldPerson1.getName() ：" + oldPerson1.getName());
System.out.println("oldPerson2.getName() : " + oldPerson2.getName());
System.out.println("personMap.size() : " + personMap.size());

new了一個Person「新張三」，注意，key依然是張三，看一下源碼

放入「新張三」時，會執行以上代碼一、二、5

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

上面這段代碼在上一篇文章已經改寫過了，改寫後的代碼以下：

i = (n - 1) & hash;//hash是傳過來的，其中n是底層數組的長度，用&運算符計算出i的值 
p = tab[i];//用計算出來的i的值做爲下標從數組中元素
if(p == null){//這兒P不爲null，因此下面這行代碼不會執行。
     tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//這行代碼不會執行
}

很簡單，直接在底層數組裏取值賦值給p，因爲p不爲null，執行else裏的邏輯

Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&  //若是hash值相等，key也相等，或者equals相等，賦值給e
     ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
      e = p;//賦值給e

又看到了熟悉的equals方法，這裏咱們hash值相等，key的值也相等，條件成立，把值賦值給e。（若是key的值不相等，就比較equals方法，也就是說，就算key是一個新new出來的對象，只要知足equals，也視爲key相同）

if (e != null) { // existing mapping for key
     V oldValue = e.value;//定義一個變量來存舊值
     if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
     e.value = value;//把value的值賦值爲新的值
     afterNodeAccess(e);
     return oldValue;//返回的值
}

這段代碼就比較簡單了，用新的value替換舊value並返回舊的value。畫一下圖

再new一個Person「新孫七」並put到personMap中，注意，key依然是「孫七」，會執行圖17-2裏的一、二、三、四、5，因爲二、3不知足條件，實際執行的是一、四、5，1這一步已經說過了，重點說一下4這一步

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//循環
    if ((e = p.next) == null) {//若是循環到最後也沒找到，把元素放到最後
        p.next = newNode(hash, key, value, null);//把元素放到最後
        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) //若是長度超>=8，轉換成紅黑樹
            treeifyBin(tab, hash);//轉換成紅黑樹
            break;
        }
        if (e.hash == hash && //這段代碼和第2步同樣
            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            break;
            p = e;//若是hash值相等，key也相等或者equals相等，賦值給e
        }
    }
}

其實就是循環鏈表的節點，直到找到"孫七"這個key，而後執行圖17-2裏的第5步，若是找不到，就添加到最後，這裏咱們key是「孫七」，在鏈表中找到元素替換value便可，再畫一下圖

最後來看看放到樹裏的方法putTreeVal，因爲樹的內容咱們還沒涉及到，下面只標註出了關鍵代碼

和鏈表相似，循環（遍歷）樹的節點，若是找到節點，返回節點，執行圖17-2裏的第5步更新value。若是循環完整顆數都找不到相應的key，添加新節點。

最後咱們看一下本文初那段示例代碼的執行結果：

雖然元素已經替換成新的值，但示例中打印的是替換前的值，元素個數仍是8不變，debug看一下，是否是value更新成功了

更新已經成功。

 

結合上一篇內容，作一個總結，在hashMap中放入（put）元素，有如下重要步驟：

一、計算key的hash值，算出元素在底層數組中的下標位置。

二、經過下標位置定位到底層數組裏的元素（也有多是鏈表也有多是樹）。

三、取到元素，判斷放入元素的key是否==或equals當前位置的key，成立則替換value值，返回舊值。

四、若是是樹，循環樹中的節點，判斷放入元素的key是否==或equals節點的key，成立則替換樹裏的value，並返回舊值，不成立就添加到樹裏。

五、不然就順着元素的鏈表結構循環節點，判斷放入元素的key是否==或equals節點的key，成立則替換鏈表裏value，並返回舊值，找不到就添加到鏈表的最後。

精簡一下，判斷放入HashMap中的元素要不要替換當前節點的元素，key知足如下兩個條件便可替換：

一、hash值相等。

二、==或equals的結果爲true。

 

因爲hash算法依賴於對象自己的hashCode方法，因此對於HashMap裏的元素來講，hashCode方法與equals方法很是的重要，這也是在說說Java裏的equals（中）一文中強調重寫對象的equals方法必定要重寫hashCode方法的緣由，不重寫的話，放到HashMap中可能會得不到你想要的結果！本示例中放入的key是String類型的，String這個類已經重寫了hashCode方法，有興趣的朋友能夠自行查看源碼。