HashMap快速实现存取的原理

一、存储实现:put(key,vlaue)

首先我们先看源码: 

// 将“key-value”添加到HashMap中  
public V put(K key, V value) {  
    // 若“key为null”,则将该键值对添加到table[0]中。  
    if (key == null)  
        return putForNullKey(value);  
    // 若“key不为null”,则计算该key的哈希值,然后将其添加到该哈希值对应的链表中。  
    int hash = hash(key.hashCode());   // 计算key hash值在table数组中的位置  ------------ (1)
    int i = indexFor(hash, table.length);  // 迭代e,从i处开始,找到key保存的位置  ------------ (2)
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
        Object k;  
        // 若“该key”对应的键值对已经存在,则用新的value取代旧的value。然后退出!  
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
            V oldValue = e.value;  
            e.value = value;  
            e.recordAccess(this);  
            return oldValue;  
        }  
    }  
     // 若“该key”对应的键值对不存在,则将“key-value”添加到table中  
    modCount++;
    //将key-value添加到table[i]处
    addEntry(hash, key, value, i);  
    return null;  
}
 

通过源码我们可以清晰看到HashMap保存数据的过程为:首先判断key是否为null,若为null,则直接调用putForNullKey方法。若不为空则先计算key的hash值,然后根据hash值搜索在table数组中的索引位置,如果table数组在该位置处有元素,则通过比较是否存在相同的key,若存在则覆盖原来key的value,否则将该元素保存在链头(最先保存的元素放在链尾)。若table在该处没有元素,则直接保存。
      1、 先看迭代处。此处迭代原因就是为了防止存在相同的key值,若发现两个hash值(key)相同时,HashMap的处理方式是用新value替换旧value,这里并没有处理key,这就解释了HashMap中没有两个相同的key。
      2、 再看(1)、(2)处。这里是HashMap的精华所在。首先是hash方法,该方法为一个纯粹的数学计算,就是计算h的hash值。

static int hash(int h) {  
return useNewHash ? newHash(h) : oldHash(h);  
}
 

useNewHash声明如下:

private static final boolean useNewHash;  
static { useNewHash = false; }
 
private static int oldHash(int h) {  
    h += ~(h << 9);  
    h ^=  (h >>> 14);  
    h +=  (h << 4);  
    h ^=  (h >>> 10);  
    return h;  
}    
private static int newHash(int h) {  
    // This function ensures that hashCodes that differ only by  
    // constant multiples at each bit position have a bounded  
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).  
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);  
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);  
}
 

我们知道对于HashMap的table而言,数据分布需要均匀(最好每项都只有一个元素,这样就可以直接找到),不能太紧也不能太松,太紧会导致查询速度慢,太松则浪费空间。计算hash值后,怎么才能保证table元素分布均与呢?我们会想到取模,但是由于取模的消耗较大,HashMap是这样处理的:调用indexFor方法。

static int indexFor(int h, int length) {  
return h & (length-1);  
}
 

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