目錄：

0-1. 簡(jiǎn)介

0-2. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

　　0-2-1. JDK18之前

　　0-2-2. JDK18之后

0-3. LinkedList源碼分析

　　0-3-1. 構(gòu)造方法

　　0-3-2. put方法

　　0-3-3. get方法

　　0-3-4. resize方法

0-4. HashMap常用方法測(cè)試

簡(jiǎn)介

HashMap主要用來(lái)存放鍵值對(duì)，它基于哈希表的Map接口實(shí)現(xiàn)，是常用的Java集合之一。與HashTable主要區(qū)別為不支持同步和允許null作為key和value，所以如果你想要保證線程安全，可以使用ConcurrentHashMap代替而不是線程安全的HashTable，因?yàn)镠ashTable基本已經(jīng)被淘汰。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

JDK1.8之前：

JDK1.8之前HashMap底層是數(shù)組和鏈表結(jié)合在一起使用也就是鏈表散列。HashMap通過(guò)key的hashCode來(lái)計(jì)算hash值，當(dāng)hashCode相同時(shí)，通過(guò)“拉鏈法”解決沖突。

所謂“拉鏈法”就是：將鏈表和數(shù)組相結(jié)合。也就是說(shuō)創(chuàng)建一個(gè)鏈表數(shù)組，數(shù)組中每一格就是一個(gè)鏈表。若遇到哈希沖突，則將沖突的值加到鏈表中即可。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，JDK1.8之前HashMap由數(shù)組+鏈表組成的，數(shù)組是HashMap的主體，鏈表則是主要為了解決哈希沖突而存在的，如果定位到的數(shù)組位置不含鏈表（當(dāng)前entry的next指向null）,那么對(duì)于查找，添加等操作很快，僅需一次尋址即可；如果定位到的數(shù)組包含鏈表，對(duì)于添加操作，其時(shí)間復(fù)雜度依然為O(1)，因?yàn)樽钚碌腅ntry會(huì)插入鏈表頭部，急需要簡(jiǎn)單改變引用鏈即可，而對(duì)于查找操作來(lái)講，此時(shí)就需要遍歷鏈表，然后通過(guò)key對(duì)象的equals方法逐一比對(duì)查找.

JDK1.8之后：

相比于之前的版本，jdk1.8在解決哈希沖突時(shí)有了較大的變化，當(dāng)鏈表長(zhǎng)度大于閾值（默認(rèn)為8）時(shí)，將鏈表轉(zhuǎn)化為紅黑樹(shù)，以減少搜索時(shí)間。

類的屬性：

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {// 序列號(hào)private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; // 默認(rèn)的初始容量是16static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 默認(rèn)的填充因子static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;// 當(dāng)桶(bucket)上的結(jié)點(diǎn)數(shù)大于這個(gè)值時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)成紅黑樹(shù)static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 當(dāng)桶(bucket)上的結(jié)點(diǎn)數(shù)小于這個(gè)值時(shí)樹(shù)轉(zhuǎn)鏈表static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;// 桶中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為紅黑樹(shù)對(duì)應(yīng)的table的最小大小static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;// 存儲(chǔ)元素的數(shù)組，總是2的冪次倍transient Node<k,v>[] table; // 存放具體元素的集transient Set<map.entry<k,v>> entrySet;// 存放元素的個(gè)數(shù)，注意這個(gè)不等于數(shù)組的長(zhǎng)度。transient int size;// 每次擴(kuò)容和更改map結(jié)構(gòu)的計(jì)數(shù)器transient int modCount; // 臨界值 當(dāng)實(shí)際大小(容量*填充因子)超過(guò)臨界值時(shí)，會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容int threshold;// 填充因子final float loadFactor; }

(1)loadFactor加載因子

loadFactor加載因子是控制數(shù)組存放數(shù)據(jù)的疏密程度，loadFactor越趨近于1，那么 數(shù)組中存放的數(shù)據(jù)(entry)也就越多，也就越密，也就是會(huì)讓鏈表的長(zhǎng)度增加，load Factor越小，也就是趨近于0，

loadFactor太大導(dǎo)致查找元素效率低，太小導(dǎo)致數(shù)組的利用率低，存放的數(shù)據(jù)會(huì)很分散。loadFactor的默認(rèn)值為0.75f是官方給出的一個(gè)比較好的臨界值。 　

(2)threshold

threshold = capacity * loadFactor，當(dāng)Size>=threshold的時(shí)候，那么就要考慮對(duì)數(shù)組的擴(kuò)增了，也就是說(shuō)，這個(gè)的意思就是 衡量數(shù)組是否需要擴(kuò)增的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

Node節(jié)點(diǎn)類源碼:

// 繼承自 Map.Entry<K,V> static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {final int hash;// 哈希值，存放元素到hashmap中時(shí)用來(lái)與其他元素hash值比較final K key;//鍵V value;//值// 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)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;}public final K getKey() { return key; }public final V getValue() { return value; }public final String toString() { return key + "=" + value; }// 重寫(xiě)hashCode()方法public final int hashCode() {return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);}public final V setValue(V newValue) {V oldValue = value;value = newValue;return oldValue;}// 重寫(xiě) equals() 方法public final boolean equals(Object o) {if (o == this)return true;if (o instanceof Map.Entry) {Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&Objects.equals(value, e.getValue()))return true;}return false;} }

樹(shù)節(jié)點(diǎn)類源碼:

static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {TreeNode<K,V> parent; // 父TreeNode<K,V> left; // 左TreeNode<K,V> right; // 右TreeNode<K,V> prev; // needed to unlink next upon deletionboolean red; // 判斷顏色TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {super(hash, key, val, next);}// 返回根節(jié)點(diǎn)final TreeNode<K,V> root() {for (TreeNode<K,V> r = this, p;;) {if ((p = r.parent) == null)return r;r = p;}

LinkedList源碼分析

構(gòu)造方法

// 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。public More ...HashMap() {this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}// 包含另一個(gè)“Map”的構(gòu)造函數(shù)public More ...HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;putMapEntries(m, false);//下面會(huì)分析到這個(gè)方法}// 指定“容量大小”的構(gòu)造函數(shù)public More ...HashMap(int initialCapacity) {this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}// 指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù)public More ...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);this.loadFactor = loadFactor;this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);}

putMapEntries方法：

final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {int s = m.size();if (s > 0) {// 判斷table是否已經(jīng)初始化if (table == null) { // pre-size// 未初始化，s為m的實(shí)際元素個(gè)數(shù)float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);// 計(jì)算得到的t大于閾值，則初始化閾值if (t > threshold)threshold = tableSizeFor(t);}// 已初始化，并且m元素個(gè)數(shù)大于閾值，進(jìn)行擴(kuò)容處理else if (s > threshold)resize();// 將m中的所有元素添加至HashMap中for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {K key = e.getKey();V value = e.getValue();putVal(hash(key), key, value, false, evict);}} }

put方法

HashMap只提供了put用于添加元素，putVal方法只是給put方法調(diào)用的一個(gè)方法，并沒(méi)有提供給用戶使用。

public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true); }final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;// table未初始化或者長(zhǎng)度為0，進(jìn)行擴(kuò)容if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)n = (tab = resize()).length;// (n - 1) & hash 確定元素存放在哪個(gè)桶中，桶為空，新生成結(jié)點(diǎn)放入桶中(此時(shí)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)是放在數(shù)組中)if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)tab[i] = newNode(hash, key, value, null);// 桶中已經(jīng)存在元素else {Node<K,V> e; K k;// 比較桶中第一個(gè)元素(數(shù)組中的結(jié)點(diǎn))的hash值相等，key相等if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))// 將第一個(gè)元素賦值給e，用e來(lái)記錄e = p;// hash值不相等，即key不相等；為紅黑樹(shù)結(jié)點(diǎn)else if (p instanceof TreeNode)// 放入樹(shù)中e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);// 為鏈表結(jié)點(diǎn)else {// 在鏈表最末插入結(jié)點(diǎn)for (int binCount = 0; ; ++binCount) {// 到達(dá)鏈表的尾部if ((e = p.next) == null) {// 在尾部插入新結(jié)點(diǎn)p.next = newNode(hash, key, value, null);// 結(jié)點(diǎn)數(shù)量達(dá)到閾值，轉(zhuǎn)化為紅黑樹(shù)if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1sttreeifyBin(tab, hash);// 跳出循環(huán)break;}// 判斷鏈表中結(jié)點(diǎn)的key值與插入的元素的key值是否相等if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))// 相等，跳出循環(huán)break;// 用于遍歷桶中的鏈表，與前面的e = p.next組合，可以遍歷鏈表p = e;}}// 表示在桶中找到key值、hash值與插入元素相等的結(jié)點(diǎn)if (e != null) { // 記錄e的valueV oldValue = e.value;// onlyIfAbsent為false或者舊值為nullif (!onlyIfAbsent || oldValue == null)//用新值替換舊值e.value = value;// 訪問(wèn)后回調(diào)afterNodeAccess(e);// 返回舊值return oldValue;}}// 結(jié)構(gòu)性修改++modCount;// 實(shí)際大小大于閾值則擴(kuò)容if (++size > threshold)resize();// 插入后回調(diào)afterNodeInsertion(evict);return null; }

get方法

public V get(Object key) {Node<K,V> e;return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; }final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {// 數(shù)組元素相等if (first.hash == hash && // always check first node((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return first;// 桶中不止一個(gè)節(jié)點(diǎn)if ((e = first.next) != null) {// 在樹(shù)中g(shù)etif (first instanceof TreeNode)return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);// 在鏈表中g(shù)etdo {if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return e;} while ((e = e.next) != null);}}return null; }

resize方法

進(jìn)行擴(kuò)容，會(huì)伴隨著一次重新hash分配，并且會(huì)遍歷hash表中所有的元素，是非常耗時(shí)的。在編寫(xiě)程序中，要盡量避免resize。

final Node<K,V>[] resize() {Node<K,V>[] oldTab = table;int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;int oldThr = threshold;int newCap, newThr = 0;if (oldCap > 0) {// 超過(guò)最大值就不再擴(kuò)充了，就只好隨你碰撞去吧if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {threshold = Integer.MAX_VALUE;return oldTab;}// 沒(méi)超過(guò)最大值，就擴(kuò)充為原來(lái)的2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 thresholdnewCap = oldThr;else { signifies using defaultsnewCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);}// 計(jì)算新的resize上限if (newThr == 0) {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) {// 把每個(gè)bucket都移動(dòng)到新的buckets中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 { Node<K,V> loHead = null, loTail = null;Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;Node<K,V> next;do {next = e.next;// 原索引if ((e.hash & oldCap) == 0) {if (loTail == null)loHead = e;elseloTail.next = e;loTail = e;}// 原索引+oldCapelse {if (hiTail == null)hiHead = e;elsehiTail.next = e;hiTail = e;}} while ((e = next) != null);// 原索引放到bucket里if (loTail != null) {loTail.next = null;newTab[j] = loHead;}// 原索引+oldCap放到bucket里if (hiTail != null) {hiTail.next = null;newTab[j + oldCap] = hiHead;}}}}}return newTab; }

HashMap常用方法測(cè)試

package map;import java.util.Collection; import java.util.HashMap; import java.util.Set;public class HashMapDemo {public static void main(String[] args) {HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();// 鍵不能重復(fù)，值可以重復(fù)map.put("san", "張三");map.put("si", "李四");map.put("wu", "王五");map.put("wang", "老王");map.put("wang", "老王2");// 老王被覆蓋map.put("lao", "老王");System.out.println("-------直接輸出hashmap:-------");System.out.println(map);/*** 遍歷HashMap*/// 1.獲取Map中的所有鍵System.out.println("-------foreach獲取Map中所有的鍵:------");Set<String> keys = map.keySet();for (String key : keys) {System.out.print(key+" ");}System.out.println();//換行// 2.獲取Map中所有值System.out.println("-------foreach獲取Map中所有的值:------");Collection<String> values = map.values();for (String value : values) {System.out.print(value+" ");}System.out.println();//換行// 3.得到key的值的同時(shí)得到key所對(duì)應(yīng)的值System.out.println("-------得到key的值的同時(shí)得到key所對(duì)應(yīng)的值:-------");Set<String> keys2 = map.keySet();for (String key : keys2) {System.out.print(key + "：" + map.get(key)+" ");}/*** 另外一種不常用的遍歷方式*/// 當(dāng)我調(diào)用put(key,value)方法的時(shí)候，首先會(huì)把key和value封裝到// Entry這個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類對(duì)象中，把Entry對(duì)象再添加到數(shù)組中，所以我們想獲取// map中的所有鍵值對(duì)，我們只要獲取數(shù)組中的所有Entry對(duì)象，接下來(lái)// 調(diào)用Entry對(duì)象中的getKey()和getValue()方法就能獲取鍵值對(duì)了Set<java.util.Map.Entry<String, String>> entrys = map.entrySet();for (java.util.Map.Entry<String, String> entry : entrys) {System.out.println(entry.getKey() + "--" + entry.getValue());}/*** HashMap其他常用方法*/System.out.println("after map.size()："+map.size());System.out.println("after map.isEmpty()："+map.isEmpty());System.out.println(map.remove("san"));System.out.println("after map.remove()："+map);System.out.println("after map.get(si)："+map.get("si"));System.out.println("after map.containsKey(si)："+map.containsKey("si"));System.out.println("after containsValue(李四)："+map.containsValue("李四"));System.out.println(map.replace("si", "李四2"));System.out.println("after map.replace(si, 李四2):"+map);}}

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的集合框架源码学习之HashMap(JDK1.8)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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