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HasMap源码解析

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HasMap源码解析

JDK1.7 数据结构

内部数据结构如下:

内部存储一个数组(table),数组的元素类型是一个内部类Entry,内部类代码如下:

Entry类内部有个变量next也是Entry,表示是一个链表结构

关键源码

    存值 put

public V put(K key, V value) {
		//判断当前数组是空,那么初始化
		if (table == EMPTY_TABLE) {
			inflateTable(threshold);
		}
		//如果key为空,则往数组放一个空值
		if (key == null)
			return putForNullKey(value);
		//计算key的hashcode
		int hash = hash(key);
		//根据计算出的hascode定位出所在桶(数组所在位置索引)
		int i = indexFor(hash, table.length);
		//循环遍历链表,对比链表元素对应hascode和传入的hashcode是否相等,如果相等则进行覆盖,并返回原来的值
		for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
			Object k;
			if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
				V oldValue = e.value;
				e.value = value;
				e.recordAccess(this);
				return oldValue;
			}
		}
		//如果 桶是空的,说明当前位置没有数据,则新增一个Entry对象放入当前位置
		modCount++;
		addEntry(hash, key, value, i);
		return null;
}

取值 get

 public V get(Object key) { 
       if (key == null) 
         return getForNullKey(); 
       Entry entry = getEntry(key); 
       return null == entry ? null : entry.getValue();
  } 
 
  final Entry getEntry(Object key) {
      if (size == 0) {
           return null;
       }
		//根据key计算出hascode,然后定位到具体的桶中
       int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
		//遍历链表,直到key及hashcode相等时候就返回值
       for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];e != null;e = e.next) {
          Object k;
          if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            return e;
       }
	//没取到就直接返回null
      return null;
  }

缺点

当 Hash 冲突严重时,在桶上形成的链表会变的越来越长,这样在查询时的效率就会越来越低;

JDK1.8 数据结构

数据结构大体与JDK1.7 一样,多了一个红黑树,当链表长度达到阈值(TREEIFY_THRESHOLD ),会使用红黑树存储,原来的数组元素Entry改为Node,但存储结构一样,存放的都是 key value hashcode next 等数据。

关键源码

存值 put

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[] tab; Node p; int n, i;
	//判断当前桶是否为空,空就需要初始化(resize中会判断是否进行初始化)
	if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
		n = (tab = resize()).length;
	//根据当前key的hashcode定位到具体的桶中,并判断是否为空,为空则表明没有hash冲突就直接在当前位置创建一个新桶即可
	if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
		tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
	else {//如果当前桶有值( Hash 冲突))
		Node e; K k;
		//比较当前桶中的 key、key 的 hashcode 与写入的 key 是否相等,相等就赋值给 e
		//e在最后面会统一进行赋值及返回。
		if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
			e = p;
		//如果当前桶为红黑树,那就按照红黑树的方式写入数据
		else if (p instanceof TreeNode)
			e = ((TreeNode)p).putTreeval(this, tab, hash, key, value);
		else {//如果是个链表
			for (int binCount = 0; ; ++binCount) {				
				if ((e = p.next) == null) {
					//需要将当前的 key、value 封装成一个新节点写入到当前桶的后面(形成链表)
					p.next = newNode(hash, key, value, null);
					//判断当前链表的大小是否大于预设的阈值,大于时就要转换为红黑树
					if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
						treeifyBin(tab, hash);
					break;
				}
				//在遍历过程中找到 key 相同时直接退出遍历。
				if (e.hash == hash &&
					((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
					break;
				//继续遍历下一个链表值
				p = e;
			}
		}
		//如果 e != null 就相当于存在相同的 key,那就需要将值覆盖。
		if (e != null) { // existing mapping for key
			V oldValue = e.value;
			if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
				e.value = value;
			afterNodeAccess(e);
			return oldValue;
		}
	}
	++modCount;
	//最后判断是否需要进行扩容。
	if (++size > threshold)
		resize();
	afterNodeInsertion(evict);
	return null;
}

取值 get

public V get(Object key) {
        Node e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }


final Node getNode(int hash, Object key) {
	Node[] tab; Node first, e; int n; K k;
	//根据key获取的hash定位到所在桶,如果桶有值,继续故事
	if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
		//判断桶的第一个位置(有可能是链表、红黑树)是否key和hash相等,是就直接返回value
		if (first.hash == hash && // always check first node
			((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
			return first;
		//判断下一个是红黑树还是链表
		if ((e = first.next) != null) {
			//如果是红黑树就按照树的查找方式返回值
			if (first instanceof TreeNode)
				return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);
			do {
				//如果是链表,按照链表的方式遍历匹配返回值
				if (e.hash == hash &&
					((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
					return e;
			} while ((e = e.next) != null);
		}
	}
	return null;
}

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