jdk7 中HashMap的知识点总结
发布于 2017-12-30 05:24:48 | 131 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网友投递
JDK Java开发工具包
Java Development Kit (JDK) 是Sun公司（已被Oracle收购）针对Java开发员的软件开发工具包。自从Java推出以来，JDK已经成为使用最广泛的Java SDK（Software development kit）。
HashMap的原理是老生常谈了，不作仔细解说。一句话概括为HashMap是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。这篇文章主要总结了关于jdk7 中HashMap的知识点,需要的朋友可以参考借鉴，一起来看看吧。
HashMap中的几个重要变量
默认初始容量,必须是2的n次方
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;最大容量，当通过构造方法传入的容量比它还大时，就用这个最大容量，必须是2的n次方
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;默认负载因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;用来存储键值对，可以看到键值对都是存储在Entry中的
transient Entry<K,V>[] table;
//capacity * load factor,超过这个数就会进行再哈希
int threshold;HashMap中的元素是用名为table的Entry数组来保存的，默认大小是16
- capacity:数组的容量
- load_factor:负载因子
- threshold：实际能承载的容量，等于上面两个相乘，当size大于threshold时，就会进行rehash
jdk7中在面对key为String的时候采用了区别对待，会有alternative hashing，但是这个在jdk8中已经被删除了
存储结构
Entry是一个链表结构，不仅包含key和value，还有可以指向下一个的next
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
...put方法
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
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;
}首先通过hash方法对hashcode进行处理：
final int hash(Object k) {
int h = 0;
h ^= k.hashCode();
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}可以看到只是在key的hashcode值上做了一些处理，通过hash计算出来的值将会使用indexFor方法找到它应该所在的table下标：
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}这个方法其实相当于对table.length取模。
当需要插入的key为null时，调用putForNullKey方法处理：
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;
}putForNullKey方法只从table[0]这个位置开始遍历，因为key为null只放在table中的第一个位置，下标为0，在遍历中如果发现已经有key为null了，则替换新value，返回旧value，结束；如果还没有key为null，调用addEntry方法增加一个Entry:
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}可以看到jdk7中resize的条件已经发生改变了，只有当 size>=threshold并且 table中的那个槽中已经有Entry时，才会发生resize。即有可能虽然size>=threshold，但是必须等到每个槽都至少有一个Entry时，才会扩容。还有注意每次resize都会扩大一倍容量
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}最后看createEntry，它先保存这个桶中的第一个Entry，创建新的Entry放入第一个位置，将原来的Entry接在后面。这里采用的是头插法插入元素。
get方法
其实get方法和put方法如出一辙，怎么放的怎么拿
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry<K,V> entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
}key为null时，还是去table[0]去取：
private V getForNullKey() {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null)
return e.value;
}
return null;
}否则调用getEntry方法：
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
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 != null && key.equals(k))))
return e;
}
return null;
}这个方法也是通过key的hashcode计算出它应该所在的下标，再遍历这个下标的Entry链，如果key的内存地址相等（即同一个引用）或者equals相等，则说明找到了
hash的原则
A、等幂性。不管执行多少次获取Hash值的操作，只要对象不变，那么Hash值是固定的。如果第一次取跟第N次取不一样，那就用起来很麻烦.
B、对等性。若两个对象equal方法返回为true，则其hash值也应该是一样的。举例说明：若你将objA作为key存入HashMap中，然后new了一个objB。在你看来objB和objA是一个东西（因为他们equal），但是使用objB到hashMap中却取不出来东西。
C、互异性。若两个对象equal方法返回为false，hash值有可能相同，但最好是不同的，这个不是必须的，只是这样做会提高hash类操作的性能（碰撞几率低）。
解决hash碰撞的方法：
- 开放地址法
- 链地址法
hashmap采用的就是链地址法，这种方法好处是无堆积现象，但是next指针会占用额外空间
和jdk8中的HashMap区别
在jdk8中，仍然会根据key.hashCode()计算出hash值，再通过这个hash值去定位这个key，但是不同的是，当发生冲突时，会采用链表和红黑树两种方法去处理，当结点个数较少时用链表（用Node存储），个数较多时用红黑树（用TreeNode存储），同时结点也不叫Entry了，而是分成了Node和TreeNode。再最坏的情况下，链表查找的时间复杂度为O(n),而红黑树一直是O(logn),这样会提高HashMap的效率。jdk8中的HashMap中定义了一个变量TREEIFY_THRESHOLD，当节点个数>= TREEIFY_THRESHOLD - 1时，HashMap将采用红黑树存储
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。