Java源码-HashMap(jdk1.8)

时间:2022-04-01 17:54:53

一、hash方法

如下是jdk1.8中的源码

1 static final int hash(Object key) { 2         int h; 3         return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); 4 }

(1)a、首先获取对象的hashCode()值;

       b、然后将hashCode值右移16位;

       c、然后将右移后的值与原来的hashCode做异或运算,返回结果。

     (其中h>>>16,在JDK1.8中,优化了高位运算的算法,使用了零扩展,无论正数还是负数,都在高位插入0)。

(2)在putVal源码中,我们通过(n-1)&hash获取该对象的键在hashmap中的位置

        (其中hash的值就是(1)中获得的值)

       其中n表示的是hash桶数组的长度,并且该长度为2的n次方,这样(n-1)&hash就等价于hash%n。

       因为&运算的效率高于%运算。

1 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, 2                    boolean evict) { 3  ... 4
5         if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//获取位置 6             tab[i] = newNode(hash, key, value, null); 7  ... 8 }

 二、putVal方法

jdk1.8中hashmap 的实现是通过数组+链表+红黑树来实现的,如果链表的结点数大于8,那么就将链表重构成红黑树。

 完善了一张前利作者的图:

Java源码-HashMap(jdk1.8)

 1 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,  2                    boolean evict) {  3         Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;  4         if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)  5             n = (tab = resize()).length;//如果当前hashMap中无数据,那么调用resize()方法扩容
 6         if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//如果当前通过hash方法找到的hash桶数组中没有值
 7             tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//那么直接在当前结点新建结点对象
 8         else {//如果在当前hash桶数组中该位置有值了
 9             Node<K,V> e; K k;//比较该位置的hash值与传入的参数hash值是否相等,并且key值是否相等
 10             if (p.hash == hash && //即判断是否是同一个key对象
 11                 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))  12                 e = p;//如果是,那么将当前数组中的对象p 赋值给 临时对象e,然后在下面替换掉value值就可以了,执行第29行。
 13             else if (p instanceof TreeNode)//如果不是同一key对象,那么判断p是否是红黑树结点
 14                 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);//如果是,那么在红黑树中插入结点
 15             else {//如果不是,那么就是普通的结点了,即存放在链表中
 16                 for (int binCount = 0; ; ++binCount) {  17                     if ((e = p.next) == null) {//找到链表的最后一个结点
 18                         p.next = newNode(hash, key, value, null);//插入新节点
 19                         if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
 20                             treeifyBin(tab, hash);//如果大于8,那么重构成红黑树
 21                         break;  22  }  23                     if (e.hash == hash &&
 24                         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))  25                         break;//如果在链表中存在的是同一个key对象,那么直接在下面的方法中替换掉
 26                     p = e;  27  }  28             }//如果当前位置的对象是同一对象,那么直接替换掉
 29             if (e != null) { // existing mapping for key
 30                 V oldValue = e.value;  31                 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)  32                     e.value = value;  33  afterNodeAccess(e);  34                 return oldValue;  35  }  36  }  37         ++modCount;  38         if (++size > threshold)//如果超过当前的阀值,那么扩容
 39  resize();  40  afterNodeInsertion(evict);  41         return null;  42  }

三、resize方法

(1) 在jdk1.8中,resize方法是在hashmap中的键值对大于阀值时或者初始化时,就调用resize方法进行扩容;

(2)每次扩展的时候,都是扩展2倍;

(3)扩展后Node对象的位置要么在原位置,要么移动到原偏移量两倍的位置。

 1  final Node<K,V>[] resize() {  2         Node<K,V>[] oldTab = table;//oldTab指向hash桶数组
 3         int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;  4         int oldThr = threshold;  5         int newCap, newThr = 0;  6         if (oldCap > 0) {//如果oldCap不为空的话,就是hash桶数组不为空
 7             if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {//如果大于最大容量了,就赋值为整数最大的阀值
 8                 threshold = Integer.MAX_VALUE;  9                 return oldTab;//返回
10             }//如果当前hash桶数组的长度在扩容后仍然小于最大容量 并且oldCap大于默认值16
11             else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
12                      oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) 13                 newThr = oldThr << 1; // double threshold 双倍扩容阀值threshold
14  } 15         else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
16             newCap = oldThr; 17         else {               // zero initial threshold signifies using defaults
18             newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 19             newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); 20  } 21         if (newThr == 0) { 22             float ft = (float)newCap * loadFactor; 23             newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
24                       (int)ft : Integer.MAX_VALUE); 25  } 26         threshold = newThr; 27         @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 28             Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];//新建hash桶数组
29         table = newTab;//将新数组的值复制给旧的hash桶数组
30         if (oldTab != null) {//进行扩容操作,复制Node对象值到新的hash桶数组
31             for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { 32                 Node<K,V> e; 33                 if ((e = oldTab[j]) != null) {//如果旧的hash桶数组在j结点处不为空,复制给e
34                     oldTab[j] = null;//将旧的hash桶数组在j结点处设置为空,方便gc
35                     if (e.next == null)//如果e后面没有Node结点
36                         newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;//直接对e的hash值对新的数组长度求模获得存储位置
37                     else if (e instanceof TreeNode)//如果e是红黑树的类型,那么添加到红黑树中
38                         ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); 39                     else { // preserve order
40                         Node<K,V> loHead = null, loTail = null; 41                         Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; 42                         Node<K,V> next; 43                         do { 44                             next = e.next;//将Node结点的next赋值给next
45                             if ((e.hash & oldCap) == 0) {//如果结点e的hash值与原hash桶数组的长度作与运算为0
46                                 if (loTail == null)//如果loTail为null
47                                     loHead = e;//将e结点赋值给loHead
48                                 else
49                                     loTail.next = e;//否则将e赋值给loTail.next
50                                 loTail = e;//然后将e复制给loTail
51  } 52                             else {//如果结点e的hash值与原hash桶数组的长度作与运算不为0
53                                 if (hiTail == null)//如果hiTail为null
54                                     hiHead = e;//将e赋值给hiHead
55                                 else
56                                     hiTail.next = e;//如果hiTail不为空,将e复制给hiTail.next
57                                 hiTail = e;//将e复制个hiTail
58  } 59                         } while ((e = next) != null);//直到e为空
60                         if (loTail != null) {//如果loTail不为空
61                             loTail.next = null;//将loTail.next设置为空
62                             newTab[j] = loHead;//将loHead赋值给新的hash桶数组[j]处
63  } 64                         if (hiTail != null) {//如果hiTail不为空
65                             hiTail.next = null;//将hiTail.next赋值为空
66                             newTab[j + oldCap] = hiHead;//将hiHead赋值给新的hash桶数组[j+旧hash桶数组长度]
67  } 68  } 69  } 70  } 71  } 72         return newTab; 73     }

四、get方法

(1)get(Object key)

 一般我们是通过get(key)来获取对象的键值,在jdk1.8源码中,通过getNode(hash(key),key)来获取结点对象,如果返回的结果不为空,那么就表示有对应的结点,返回e.value。

1 public V get(Object key) {
2         Node<K,V> e;
3         return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
4     }

 

(2)getNode(int hash, Object key)

 1 final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
 2         Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
 3         if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
 4             (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
 5             if (first.hash == hash && // 总是从第一个检查开始 ,比较hash值 和key值
 6                 ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
 7                 return first;
 8             if ((e = first.next) != null) {
 9                 if (first instanceof TreeNode)//如果是红黑树类型,那么在红黑树中查找
10                     return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
11                 do {
12                     if (e.hash == hash &&
13                         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
14                         return e;
15                 } while ((e = e.next) != null);//循环遍历
16             }
17         }
18         return null;//表示没有找到
19     }

 

(3)啦啦啦