Java記錄 -71- HashMap源碼剖析

Java記錄 -71- HashMap源碼剖析
HashMap底層維護著一個數組，我們向HashMap中所放置的對象實際上是儲存在該數組當中。數組中每個元素都維護著一個鏈表，每個鏈表中的所有元素的hash值都一樣。HashMap的四個構造方法：底層維護的數組 Entry[] table，數組預設大小為16，並為2的整數次冪;底層數組存放的Entry對象，是HashMap的一個內部類，包含了key,value和next變數； 

   /**    * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.    */   transient Entry[] table;   static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {        final K key;        V value;        Entry<K,V> next;        final int hash;        ......    }        public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {        if (initialCapacity < 0)            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +                                               initialCapacity);        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +                                               loadFactor);        // Find a power of 2 >= initialCapacity        int capacity = 1;        while (capacity < initialCapacity)            capacity <<= 1;        this.loadFactor = loadFactor;        threshold = (int)(capacity * loadFactor);        table = new Entry[capacity];        init();    }    public HashMap(int initialCapacity) {        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);    }    public HashMap() {        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;        threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);        table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];        init();    }    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);        putAllForCreate(m);    }

 

  下面來看做關心的添加方法put：當添加的key為null時，會取出table的第一個元素，並在該元素所領導的鏈表中尋找key==null的元素，有則替換，沒有則添加；key不為null時，需要計算key的hash值，調用一個函數式，根據經驗計算出一個整數值來；然後再根據計算出的hash值和數組table的長度計算出新添加元素在數組中的位置；從底層數組中取出上面計算的位置的元素值，即Entry對象，從該對象領導的鏈表中尋找key相等的對象，有則替換；如果上一步沒有找到相等的對象，則添加新對象；將對象添加到底層數組table中，位置為上面計算得到的位置值，並將該對象的next指向該位置以前存放的元素； 

public V put(K key, V value) {        if (key == null)            return putForNullKey(value);        int hash = hash(key.hashCode());        int i = indexFor(hash, table.length);        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {            Object k;            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {                V oldValue = e.value;                e.value = value;                e.recordAccess(this);                return oldValue;            }        }        modCount++;        addEntry(hash, key, value, i);        return null;    }    private V putForNullKey(V value) {        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {            if (e.key == null) {                V oldValue = e.value;                e.value = value;                e.recordAccess(this);                return oldValue;            }        }        modCount++;        addEntry(0, null, value, 0);        return null;    }    static int hash(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);    }    static int indexFor(int h, int length) {        return h & (length-1);    }    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];        table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);        if (size++ >= threshold)            resize(2 * table.length);    }

 

   所有集合存放元素就是為了讀取使用，下面來看看取元素：get方法key為null時需要特殊處理，即從底層數組table的第一個元素中尋找key==null的值返回；如果key不為null，則需要計算key的hash值，根據該值在table中取得一個元素，然後再在該元素所在的鏈表中尋找對應key的值返回； 

    public V get(Object key) {        if (key == null)            return getForNullKey();        int hash = hash(key.hashCode());        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];             e != null;             e = e.next) {            Object k;            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))                return e.value;        }        return null;    }    private V getForNullKey() {        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {            if (e.key == null)                return e.value;        }        return null;    }

 

 常用的方法還有：containsKey，remove，keySet，entrySet，values這些方法都需要先在底層數組中找，然後遍曆對應的鏈表。 根據設定的閥值，但達到閥值時，HashMap的底層數組將進行擴容。 新加的對象為什麼添加到鏈的頭部，而不是尾部？為了提高效能，作業系統中有這麼一個原則，認為最新添加到鏈中的元素下次訪問的幾率要大於以前的；因此添加到鏈表頭部，如果下次訪問該元素時就可以第一個訪問到，設想如果放到尾部則需要變數整個鏈表來找到該元素。 HashMap添加一個對象的思路過程：當向HashMap中put一對索引值時，它會根據key的hashCode值計算出一個位置，該位置就是此對象準備往數組中存放的位置。如果該位置沒有對象存在，就將此對象直接放進數組當中；如果該位置已經有對象存在了，則順著此存在的對象的鏈開始尋找（Entry類有一個Entry類型的next成員變數，指向了該對象的下一個對象），如果此鏈上有對象的話，再去使用equals方法進行比較；如果對此鏈上的某個對象的key比較為true，則證明已經存在該對象，此時將用新對象替換舊對象；如果對此鏈上的所有對象的equals方法比較都為false，則將該對象放到數組當中，然後將數組中該位置以前存在的那個對象連結到此對象的後面。