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JDK1.8 HashMap底层原理

2021/4/26 16:10:57   来源:

一、存储

     通过数组大小&键(key)hash获取到Node<K,V>[]数组下标,若数组下标已经有值(链表),则插入到链表最后一个。若是一个红黑树(TreeNode),则插入到红黑树中。

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length; //扩容(初始化)
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) //数组下标没有值,直接插入
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)  //红黑树
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) { //找到链表最后一个节点
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash); //链表转红黑树
                        break;
                    }
                    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;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize(); //扩容
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

二、HashMap扩容

       为什么扩容?

       扩容是为了是为了减少Hash碰撞,使值更均匀的分布在数组上,减少产生太长的链表,提高查找效率。

       数组长度默认是16,负载因子是0.75。

       扩容条件:

       1、当容量(键值对个数)size > 数组长度 * 负载因子 = 16 * 0.75 = 12时扩容,扩容容量(数组长度)是12 * 2 = 24,即16*0.75*2=24。即原来数组长度的1.5倍。

       2、当链表长度大于8时链表会转为红黑树,但是有条件,当数组长度小于64时且链表长度大于8时会先进行扩容,不把链表转为红黑树。

三、链表转红黑树的条件

      当发生hash碰撞时,相同hash值的键值对会存到链表上,当链表超过长度8是会转变为红黑树。但是当数组长度小于64时会优先扩容。

final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY) //数组长度小于64
            resize(); //扩容
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) { //红黑树
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> 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);
        }
    }