HashMap源码解析

HashMap源码解析,第1张

一、put()方法
public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
先计算hash值
static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

1、如果key==null时,hash就返回0。

2、这里先取到key的hashcode -> h,并且让h右移16位,即高位都变成了0,低位变成了高位。例如:

h = 0b 0010 0101 1010 1100 0011 1111 0010 1110

右移16位后h = 0b 0000 0000 0000 0000 0010 0101 1010 1100

就是key的hashcode的高16位和低16位做异或。

这个hash方法的作用其实就是让hash值的高16位也参与运算。因为之后计算index的时候是

index= (length-1) & h,如果length很小的时候,那么它的32位中高16位一定都是0的,如果hash值的高16位也是0,那么高位就相当于没有参与运算,只有低16位参与了运算。所以,这个hash方法使key的hash值高16位也参与了运算,这样计算index时会更均匀一点,防止了碰撞的发生。

二、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;
    // tab表示当前的散列表;p表示当前散列表的元素;
    // n表示散列表数组长度;i表示路由寻址结果
    // 这一步表示还没有初始化的话,第一次put时进行初始化,懒加载
    // 初始化时通过resize()方法进行table的初始化
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;    
    //如果当前table中这个位置没有数据,那么就将当前数据封装成node,
    //直接放入这个table的位置    
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        Node e; K k;
        //当前index这个数组中有元素,并且hash值相同,并且key完全一致
        // 那么就需要替换 *** 作,返回旧的值。
        // 地址一致或者equals一致
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        //如果是红黑树    
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            //通过for循环进行链表查询
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                //如果链表的元素为null,那么就插入新元素
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    //如果链表的长度大于等于8,
                    //即插入的这个元素是链表的第9个,不包括数组中的那个
                    //并且数组长度大于64,不大于64的话会进行扩容
                    //进行红黑树的转换
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                //如果在链表中找到了hash值一样,并且key完全一致的,就替换。
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    //记录散列表修改的次数,这个不包括value替换
    //只记录新插入元素和删除元素
    ++modCount;
    //如果元素总的数量超过了阈值:tableSize*loadFactor
    //进行扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

1、如果table=null或者table的长度等于0是,通过resize()方法进行散列表的初始化,获取当前散列表的长度。

2、计算得到当前的index=(length-1)&h,如果当前散列表数组中该位置没有元素,那么就直接插入。

3、如果当前位置的元素不为null,并且hash值一样,key地址相同或者equals相同,那么就进行替换。

4、for循环,来查看链表上的元素,如果为null,表示还没有链表,那么就插入元素,并且将散列表中该位置元素的next指针指向这个刚插入的元素;如果插入的这个元素是链表上的第8个元素,那么就转换为红黑树;如果不为null,那么就在for循环中,找到hash值相同,并且key完全一致的元素,然后进行替换。直到找到最后面都没有,那么就是插入 *** 作。

5、如果当前位置的元素类型是treeNode,代表是红黑树,那么就行红黑树的 *** 作。

6、最后在插入后判断当前的元素个数是不是大于阈值(tableSize*loadFactor),大于的话就resize()扩容。

三、resize扩容

1、如果oldCap>0,代表已经初始化过了,是正常的扩容,进行容量判断,在不超过最大值的时候,扩容为2倍

2、else中就是进行默认初始化的容量和阈值>16和12

3、扩容:

Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    //进行初始化过了的情况
    if (oldTab != null) {
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node e;
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                oldTab[j] = null;
                //如果原数组位置的元素,没有链表或者红黑树
                //这种情况下直接计算新的index,并存入
                if (e.next == null)
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                //如果是红黑树节点    
                else if (e instanceof TreeNode)
                    ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                //链表
                else { // preserve order
                    Node loHead = null, loTail = null;
                    Node hiHead = null, hiTail = null;
                    Node next;
                    do {
                        next = e.next;
                        //如果元素的高位是0,那么新计算的index的值
                        //应该和以前的是一样的,还是在新数组的原位置
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                            if (loTail == null)
                                loHead = e;
                            else
                                loTail.next = e;
                            loTail = e;
                        }
                        //元素的高位是1,那么新的index和原index就不同了
                        //这时就是高位链
                        else {
                            if (hiTail == null)
                                hiHead = e;
                            else
                                hiTail.next = e;
                            hiTail = e;
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    if (loTail != null) {
                        loTail.next = null;
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    if (hiTail != null) {
                        hiTail.next = null;
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
}

逐个遍历旧数组中的每一个位置

1)、如果原位置没有next元素,即元素不是链接,也不是红黑树,这种情况就直接计算新的index值,然后插入到新数组中

2)、如果是是treeNode类型,那么就进行红黑树的处理

3)、如果是链表,那么会分为高位链和低位链。例如默认初始容量是16,那么index=15这个位置的hash值后四位就是1111,扩容时容量升了1倍,那么就是参与运算的位数增加了1位(16是1111,32时就是11111)。15位置的hash值的第五位是不知道多少的,可以是1和0。那么是0的与旧的length进行&运算,01111 & 01111就算成了01111,即没有变化,这就是低位链,在新的数组中还是原位置,即index=15;而第五位是1的,11111 & 01111就变成了11111,与原index不同,即index为31了。就要进行迁移。

四、扩展:链表转红黑树 *** 作错略讲解
final void treeifyBin(Node[] tab, int hash) {
    int n, index; Node e;
    if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
        resize();
    else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
        TreeNode hd = null, tl = null;
        do {
            TreeNode p = replacementTreeNode(e, null);
            if (tl == null)
                hd = p;
            else {
                p.prev = tl;
                tl.next = p;
            }
            tl = p;
        } while ((e = e.next) != null);
        if ((tab[index] = hd) != null)
            hd.treeify(tab);
    }
}

1、如果tab还没有初始化,或者table数量小于64,先进行resize()扩容

2、将节点都封装成TreeNode,然后构建红黑树。

红黑树的结构

static final class TreeNode extends LinkedHashMap.Entry {
    TreeNode parent;  // red-black tree links
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode prev;    // needed to unlink next upon deletion
    boolean red;

3、红黑树扩容

1)、通过split方法进行扩容。

2)、通过是分成高位树和低位树

3)、最后根据树结构元素的个数,看是否需要恢复成链表结构。(元素个数<=6)

 

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原文地址: http://outofmemory.cn/langs/922292.html

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