HashMap源碼解析（體系化總結）持續更新

Java集合繼承關係

 

 

典型集合源碼閱讀

HashTable

• 繼承Dictionary類，實現Map類

• 使用Syncronize實現線程安全，讀寫都做

• 數組+單向鏈表存儲

• key的尋址算法：(hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; 32位

• containsValue：兩層遍歷，外層遍歷數組，內層單向遍歷鏈表，equals比對值

• containsKey：先用key.hashcode計算所在數組位置，然後遍歷鏈表，比對entry.hash值以及key.equals

• 最大存儲量：MAX_ARRAY_SIZE（Integer.MAX_VALUE - 8）+1

• rehash：當前容量>=threshhold時，對hashtable擴容，然後就需要對之前的元素重新hash存入新table，

  擴容容量int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;

• remove：鏈表移除指定節點，1、首節點；2、中間節點

  • 擴展到算法場景：去除鏈表的指定節點

• keySet（），entrySet（），使用Collections.synchronizedSet

• values（）：Collections.synchronizedCollection

HashMap

• 實現Map接口，繼承AbstractMap

• 最大容量2^29次方

• getNode方法（元素查找）

• /**
    * Implements Map.get and related methods
    * 接口方法Map.get的具體實現
    * @param hash hash for key
    * @param key the key
    * @return the node, or null if none
  */
  final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
      // https://blog.csdn.net/weixin_42340670/article/details/80779699
      // 聲明節點數組對象（就是該HashMap），首節點，遍歷的當前節點，數組長度，節點的鍵對象
      Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
      // 節點數組賦值，數組長度賦值，通過位運算得到首節點
      if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
          (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
          // 首先比對首節點，如果首節點的hash值和key的hash值相同 並且 首節點的鍵對象和key相同（地址相同或equals相等），則返回該節點
          if (first.hash == hash && // always check first node
              ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
              return first;
          // 如果首節點不是，那麼看是否存在下一個節點，如果存在就繼續比對
          if ((e = first.next) != null) {
              // 如果首節點是樹節點，那麼就那找樹的方式查找
              if (first instanceof TreeNode)
                  return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
              // 如果不是樹節點，就按照鏈表遍歷，逐個比對
              do {
                  if (e.hash == hash &&
                      ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                      return e;
              } while ((e = e.next) != null);
          }
      }
      // 如果沒有遍歷到指定節點，就返回null
      return null;
  }

• resize是HashMap的擴容函數，當容量利用在 容量*負載因子（默認16*0.75）進行擴容，之前的兩倍。

• HashMap是採用桶+鏈表，1.8開始，使用桶+鏈表+紅黑樹的形式。

• 當鏈表的長度大於8時，就會將之前的鏈表轉成紅黑樹存儲，查找的時間複雜度由O(N)變換成O(logN)

• 鏈表插入採用頭插法，高效插入。這也是相同key，後插入的會覆蓋前插入的原因。

• 查找分兩步：查找需要分成兩步進行：

  • 計算鍵值對所在的桶；

  • 在鏈表上順序查找，時間複雜度顯然和鏈表的長度成正比