HashMap原始碼分析解析
阿新 • • 發佈：2021-02-09
HashMap原始碼解析-更新中...
雖盡全力認真學習解讀，但是難免還是會有疏漏，請各位大佬蒞臨指導，指出錯誤，必定認真修改。及時更新，感謝感謝!!
1、屬性解析
1.1 hash初始長度
- 最主要還是Hash表的內容，預設初始長度為16，擴容需為2的冪，也就是左移一位
/**
* The default initial capacity - MUST be a power of two.
* 這是預設的容量，必須為2的倍數，目前預設為 2^4 = 16
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
1.2 負載擴容的因子
- 為啥預設的擴充套件因子為0.75，說法眾說紛紜
- 其中一個如果為0.5，會導致hash表的內容過大，如果為1的話，會導致重複的hash較多,達不到快速讀取的效果
- 我個人的看法，16*0.75 = 12 ， 16(右移)擴容一倍為32，12右移一位為2412 二進位制 0000 1100 = 8+4 = 12 右移一位 為0001 1000 = 16+8 = 24
實際計算，最佳的擴充套件因子等於0.6931 1 ,根據上述情況，0.75很方便計算。
/**
* The load factor used when none specified in constructor.
* 預設讀取的負載 = 0.75,容量充滿75%以及以上是，進行擴容，擴容一倍
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
* The load factor for the hash table.
* hash表的載入擴充係數
*/ 1.3 單鏈表和二叉樹轉換
- java8，hash地址碰撞之後，使用的鏈地址法。
轉換的過程，當單鏈表的長度大於等8時，會轉換為紅黑樹進行儲存(ps:實際程式碼跟蹤下來，其實雙鏈表和紅黑樹共存)，當具體的值小於6時，又會拆成單鏈表。
/**
* jdk1.8中,hash衝突時，資料內容放在連結串列中，當連結串列的長度超過8時，則轉化為紅黑樹
* 連結串列和紅黑樹的轉換閾值，最小應該為2，至少應該等於8
*/
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
/**
* 修改紅黑樹為連結串列的閾值,
*/
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
1.4 容量最大值和閾值最大值
- 容量預設最大值
/**
* 最大的容量，小於等於2^30
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
- 最大的閾值
/**
* The next size value at which to resize (capacity * load factor).
* 下一次擴容的閾值 （當前容量 * 擴充係數loadFactor）
*/
int threshold;
......
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
1.5 計算hash值，如何對映
- 計算hash值
/**
* 大致的意思，計劃hash內容變得比之前簡化，高16位和低16位進行異或操作獲取hash值，對於容易出現衝突的一點，使用連結串列和紅黑樹進行處理
>> 帶符號右移 >>> 無符號右移,高位全部補0
*/
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
......
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
......
// 獲取當前的hash的值
public final int hashCode() {
// key值得hashCode 異或(相同為0不同為1) 值的hashCode
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
......
}
- 如何進行對映
- tab指 hashTable的列表
- n只當前容量大小
tab[(n - 1) & hash]
1.6 hash擴容
具體程式碼提示，在下文中展示
- 針對原始的連結串列內容
- 待完成
- 針對連結串列和紅黑樹
- 連結串列：根據新的容量 (n)&hashCode>0，擴容的部分，hash有無高位，無高位歸原始hash值連結串列，有高位歸屬新的hash值連結串列
- 紅黑樹： 根據新的容量 (n)&hashCode>0，擴容的部分，hash有無高位，之後判斷是否達到維持紅黑樹的最小長度，再判斷無高位歸屬原始hash,是轉換為連結串列還是保持紅黑樹。高位的更新hash其餘一致。
1.7 支援不支援null值
null的hash值是0，預設在hash表的第一個
2、實現的介面&繼承類的解析
3、程式碼分段解析
3.1 儲存節點解析
/**
* hash表的內容，擴容必須為2的冪
*/
transient Node<K,V>[] table;
......
// 初始化table列表
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
......
/**
* 基本的節點
*/
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
// hash值是不能改變的，否則下一次就找不到這個值了
final int hash;
// 儲存的鍵，鍵也不能更改，一般建議為Int或者String
final K key;
// 儲存的物件
V value;
// 連結串列的下一個指標
Node<K,V> next;
// 初始化
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; }
// 獲取當前的hash的值
public final int hashCode() {
// key值得hashCode 異或(相同為0不同為1) 值的hashCode
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
// 設定新值並返回舊值
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
// 內容對比,要麼引用物件相等，要麼型別相同，並且鍵值相等
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;
}
}
3.2 紅黑樹節點解析
4、演算法解析
參考文獻
注：原始碼部分，來自java原始碼2，註釋是自己寫的，刪除或者部分刪除原來的英文註釋
java8原始碼 ↩︎