HashMap

目錄

• 數據結構
• 參數
• 重要方法
  • get
  • put
  • resize
• HashMap與HashTable的區別

參考：http://www.cnblogs.com/joemsu/p/7724623.html

數據結構

jdk1.8：數組、鏈表/紅黑樹（jdk1.7的是數組+鏈表）

節點數據類型：
Node<K,V>(hash,key,value,next)

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
  // key & value 的 hash值
  final int hash;
  final K key;
  V value;
  //指向下一個節點
  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);
  }

  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;
      if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
          Objects.equals(value, e.getValue()))
        return true;
    }
    return false;
  }
}

參數

/默認初始化map的容量：16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
//map的最大容量：2^30
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//默認的填充因子：0.75，能較好的平衡時間與空間的消耗
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//將鏈表(桶)轉化成紅黑樹的臨界值
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
//將紅黑樹轉成鏈表(桶)的臨界值
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
//轉變成樹的table的最小容量，小於該值則不會進行樹化
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
//上圖所示的數組，長度老是2的冪次
transient Node<K,V>[] table;
//map中的鍵值對集合
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
//map中鍵值對的數量
transient int size;
//用於統計map修改次數的計數器，用於fail-fast拋出ConcurrentModificationException
transient int modCount;
//大於該閾值，則從新進行擴容，threshold = capacity(table.length) * load factor
int threshold;
//填充因子
final float loadFactor;

重要方法

get

根據key的hashCode計算在數組裏的下標，而後再判斷該位置是否符合條件，不然根據鏈表/紅黑樹的方法繼續找

計算下標的方法：
下標 = (n-1) & hash
hash = (h = key.hashCode()) & h>>>16

判斷兩個key是否相同：

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

先判斷hash，若是hash不一樣必定不一樣；若是hash相同，則利用equals判斷是否相同

put

先檢查容量（擴容resize）。
根據hashCode計算桶在數組裏的位置，
插入該處的鏈表/樹

resize

兩倍容量。若是容量已達最大值，則設置容量爲int_max。
擴容以後要從新計算index，每一個桶裏的節點都要從新計算位置，計算位置的方法是hash & (n-1)。
擴容以後因爲newCap-1比oldCap-1多了一個高位（例如8-1=7=111，而4-1=3=11），所以節點的新位置取決於多出來的一個高位bit，若是該位是0，則仍是原位置；不然應該是原位置+舊容量

擴容的過程對整個數組和桶進行了遍歷，耗費性能，因此最好在建立HashMap的時候指定容量，不然在第一次put的時候會進行一次擴容（由於table==null）

HashMap與HashTable的區別

• 線程安全性：Hash Table線程安全，HashMap線程不安全
• null鍵值的支持：HashMap最多有一個null鍵，null值不作約束；HashTable不接受null鍵值
• 初始容量及擴容：HashTable初始容量11，擴容2n+1；HashMap初始容量16，擴容2n（即容量時鐘2的冪）
• 數據結構：jdk8之後HashMap加入了紅黑樹提升鏈表過長時的查詢速度，HashTable沒有

參考：https://yikun.github.io/2015/04/01/Java-HashMap%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86%E5%8F%8A%E5%AE%9E%E7%8E%B0/