HashMap就是這麼簡單【源碼剖析】

前言

聲明，本文用得是jdk1.8

前面已經講了Collection的總覽和剖析List集合以及散列表、Map集合、紅黑樹的基礎了：

• Collection總覽
• List集合就這麼簡單【源碼剖析】
• Map集合、散列表、紅黑樹介紹

本篇主要講解HashMap，以及涉及到一些與hashtable的比較~

看這篇文章以前最好是有點數據結構的基礎：

• Java實現單向鏈表
• 棧和隊列就是這麼簡單
• 二叉樹就這麼簡單

固然了，若是講得有錯的地方還請你們多多包涵並不吝在評論去指正～

1、HashMap剖析

首先看看HashMap的頂部註釋說了些什麼：

再來看看HashMap的類繼承圖：

下面咱們來看一下HashMap的屬性：

成員屬性有這麼幾個：

再來看一下hashMap的一個內部類Node：

咱們知道Hash的底層是散列表，而在Java中散列表的實現是經過數組+鏈表的~

再來簡單看看put方法就能夠印證咱們的說法了：數組+鏈表-->散列表

咱們能夠簡單總結出HashMap：

• 無序，容許爲null，非同步
• 底層由散列表(哈希表)實現
• 初始容量和裝載因子對HashMap影響挺大的，設置小了很差，設置大了也很差

1.1HashMap構造方法

HashMap的構造方法有4個：

在上面的構造方法最後一行，咱們會發現調用了tableSizeFor()，咱們進去看看：

這是位運算算法，具體流程可參考：

• www.cnblogs.com/loading4/p/…
• blog.csdn.net/fan2012huan…

看完上面可能會感到奇怪的是：爲啥是將2的整數冪的數賦給threshold？

• threshold這個成員變量是閾值，決定了是否要將散列表再散列。它的值應該是：capacity * load factor纔對的。

其實這裏僅僅是一個初始化，當建立哈希表的時候，它會從新賦值的：

至於別的構造方法都差很少，這裏我就不細講了：

1.2put方法

put方法能夠說是HashMap的核心，咱們來看看：

咱們來看看它是怎麼計算哈希值的：

爲何要這樣幹呢？？咱們通常來講直接將key做爲哈希值不就行了嗎，作異或運算是幹嗎用的？？

咱們看下來：

咱們是根據key的哈希值來保存在散列表中的，咱們表默認的初始容量是16，要放到散列表中，就是0-15的位置上。也就是tab[i = (n - 1) & hash]。能夠發現的是：在作&運算的時候，僅僅是後4位有效~那若是咱們key的哈希值高位變化很大，低位變化很小。直接拿過去作&運算，這就會致使計算出來的Hash值相同的不少。

而設計者將key的哈希值的高位也作了運算(與高16位作異或運算，使得在作&運算時，此時的低位其實是高位與低位的結合)，這就增長了隨機性，減小了碰撞衝突的可能性！

下面咱們再來看看流程是怎麼樣的：

新值覆蓋舊值，返回舊值測試：

接下來咱們看看resize()方法，在初始化的時候要調用這個方法，當散列表元素大於capacity * load factor的時候也是調用resize()

1.3get方法

接下來咱們看看getNode()是怎麼實現的：

1.4remove方法

再來看看removeNode()的實現：

2、HashMap與Hashtable對比

從存儲結構和實現來說基本上都是相同的。它和HashMap的最大的不一樣是它是線程安全的，另外它不容許key和value爲null。Hashtable是個過期的集合類，不建議在新代碼中使用，不須要線程安全的場合能夠用HashMap替換，須要線程安全的場合能夠用ConcurrentHashMap替換

Hashtable具體閱讀源碼可參考：

• blog.csdn.net/panweiwei19…
• blog.csdn.net/panweiwei19…

4、總結

在JDK8中HashMap的底層是：數組+鏈表(散列表)+紅黑樹

在散列表中有裝載因子這麼一個屬性，當裝載因子*初始容量小於散列表元素時，該散列表會再散列，擴容2倍！

裝載因子的默認值是0.75，不管是初始大了仍是初始小了對咱們HashMap的性能都很差

• 裝載因子初始值大了，能夠減小散列表再散列(擴容的次數)，但同時會致使散列衝突的可能性變大(散列衝突也是耗性能的一個操做，要得操做鏈表(紅黑樹)！
• 裝載因子初始值小了，能夠減少散列衝突的可能性，但同時擴容的次數可能就會變多！

初始容量的默認值是16，它也同樣，不管初始大了仍是小了，對咱們的HashMap都是有影響的：

• 初始容量過大，那麼遍歷時咱們的速度就會受影響~
• 初始容量太小，散列表再散列(擴容的次數)可能就變得多，擴容也是一件很是耗費性能的一件事~

從源碼上咱們能夠發現：HashMap並非直接拿key的哈希值來用的，它會將key的哈希值的高16位進行異或操做，使得咱們將元素放入哈希表的時候增長了必定的隨機性。

還要值得注意的是：並非桶子上有8位元素的時候它就能變成紅黑樹，它得同時知足咱們的散列表容量大於64才行的~

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明天要是無心外的話，可能會寫TreeMap，敬請期待哦~~~~

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參考資料：

• 《Core Java》
• blog.csdn.net/panweiwei19…
• zhuanlan.zhihu.com/p/28216267
• blog.csdn.net/fan2012huan…
• www.cnblogs.com/chinajava/p…