Java集合-08HashMap源码解析及使用实例

HahMap是基于hash表的Map接口实现。该实现提供所有可选的映射操作,且允许key和value为null。同时
它不是线程安全以及不能保证有序。初始容量(initial capacity)和加载因子(initial capacity)是影响
HashMap的两个因素。容量表示hash表中桶(buckets)的数量,初始容量就是表示hash表在创建时候容量大小。
加载因子就是hash表在其容量自动增加时候被允许填满程度的指标。当hash表中条目数超过当前hash表容量
与加载因子的乘积时候,hash表将进行rehash操作(重建内部数据结构),从而hash表的桶数目大约增长两倍。

通常加载因子为0.75,这个值是时间和空间消耗的一个平衡值。过高的值降低了空间消耗但是却增加了查询成本。
在设置初始化容量时候需要考虑Map中的条目数和加载因子,以便减少rehash操作。如果初始容量的值大于最大条目数除以加载因子,
将不会发生rehash操作。

如果你要使用HashMap存储映射关系时候,有一个充足的容量是比让HashMap自动rehash来增加容量更加有效率。需要提醒的是
使用具有相同的hashCode()的键是会降低hash表的表现。为了避免hash碰撞,键如果是Comparable的话,对解开结有一定的帮助。

因为HashMap不是线程安全的,在多线程并发编程时候,如果有至少一个线程在对HashMap结构修改(结构修改指的是添加
或者减少映射关系,对于原来有的一个映射改变它的值不是结构上的修改),必须保证同步化操作。通常来说使用某一对象加锁,
如果没有这么一个对象的话,该HashMap需要用Collections#synchronizedMap对其重新包裹

HashMap 构造函数

public HashMap()

定义一个初始容量为16,加载因子为0.75的HashMap

public HashMap(int initialCapacity)

定义一个指定初始容量,加载因子为0.75的HashMap

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

定义一个指定初始容量和加载因子的HashMap

public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

定义一个初始容量为不小于(m.size()/0.75+1)的2的最小指数,加载因子为0.75,包含了m中映射关系的HashMap

HashMap 结构图

HashMap结构图

table

用于存储数据

entrySet

entrySet()方法的缓存值

size

map中映射个数

modCount

fail-fast判断使用

threshold

resize操作的阙值,大小为capacity * load factor

loadFactor

加载因子

HashMap 源码分析

Node

hash表中每个节点存储对象

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V>{ final int hash; final K key; V value; 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; } //省略set、get等方法 }

扩容方法

final Node<K,V>[] resize() { Node<K,V>[] oldTab = table;//扩容前的hash表指向oldTab int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; int oldThr = threshold; int newCap, newThr = 0; if (oldCap > 0) {//超过最大值,后续不再扩容 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab; }//没有超过最大值,容量扩大一倍 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) newThr = oldThr << 1; // double threshold } else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold newCap = oldThr; else { // zero initial threshold signifies using defaults newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); } if (newThr == 0) {//设置扩容阙值 float ft = (float)newCap * loadFactor; newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE); } threshold = newThr; @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; table = newTab; if (oldTab != null) {//原来的数据移动到新的容器里面 for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { Node<K,V> e; if ((e = oldTab[j]) != null) { oldTab[j] = null; if (e.next == null) newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; else if (e instanceof TreeNode) ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); else { // preserve order Node<K,V> loHead = null, loTail = null; Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; Node<K,V> next; do { next = e.next; if ((e.hash & oldCap) == 0) { if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } 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; }

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