HashMap源码分析与实现
Posted 朱培
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了HashMap源码分析与实现相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
面试的时候经常会遇见诸如：“java中的HashMap是怎么工作的”，“HashMap的get和put内部的工作原理”这样的问题。本文将用一个简单的例子来解释下HashMap内部的工作原理。每当hashmap扩容的时候需要重新去add Entry对象，需要重新hash，然后放入我们新的entry table数组里面。如果在工作中，已经知道hashmap需要存多少值，几千或者几万的时候，最好新指定题目的扩容大小，防止在put的时候进行再次扩容很多次。
一、源码分析
1、初始化参数在hashmap中我们必须要知道的参数有：初始化容量大小，默认是1 << 4，也就是16，
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
加载因子0.75f，
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
hash在什么时候扩容？
put的时候会去做扩容，当大于3/4的时候就会。偶数扩容 ， 2*16 2*32 2*642、put方法
public V put(K key, V value)
if (table == EMPTY_TABLE)
inflateTable(threshold);
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;
对key做null检查。如果key是null，会被存储到table[0]，因为null的hash值总是0。
key的hashcode()方法会被调用，然后计算hash值。hash值用来找到存储Entry对象的数组的索引。有时候hash函数可能写的很不好，所以JDK的设计者添加了另一个叫做hash()的方法，它接收刚才计算的hash值作为参数。如果你想了解更多关于hash()函数的东西，可以参考：hashmap中的hash和indexFor方法indexFor(hash,table.length)用来计算在table数组中存储Entry对象的精确的索引。
如果两个key有相同的hash值(也叫冲突)，他们会以链表的形式来存储。所以，这里我们就迭代链表。
如果在刚才计算出来的索引位置没有元素，直接把Entry对象放在那个索引上。
如果索引上有元素，然后会进行迭代，一直到Entry->next是null。当前的Entry对象变成链表的下一个节点。
如果我们再次放入同样的key会怎样呢？逻辑上，它应该替换老的value。事实上，它确实是这么做的。在迭代的过程中，会调用equals()方法来检查key的相等性(key.equals(k))，如果这个方法返回true，它就会用当前Entry的value来替换之前的value。 对于put的值，我们可以来看一个例子：
当put两个相同的key的时候，这个put返回的值是oldValue,也就是说我这里打印出来的 结果就是 null：30
对key进行hash处理的时候其实也是进行的位移处理，我们来看到hash的源码。
final int hash(Object k)
int h = hashSeed;
if (0 != h && k instanceof String)
return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
h ^= k.hashCode();
// 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);
当你传递一个key从hashmap总获取value的时候：对key进行null检查。如果key是null，table[0]这个位置的元素将被返回。
key的hashcode()方法被调用，然后计算hash值。
indexFor(hash,table.length)用来计算要获取的Entry对象在table数组中的精确的位置，使用刚才计算的hash值。
在获取了table数组的索引之后，会迭代链表，调用equals()方法检查key的相等性，如果equals()方法返回true，get方法返回Entry对象的value，否则，返回null。
public V get(Object key)
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry<K,V> entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
final Entry<K,V> getEntry(Object key)
if (size == 0)
return null;
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;
4、Entry
hashmap table :数组+链接 的数据结构
void resize(int newCapacity)
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY)
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
//创建Entry对象的数组
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
//赋值
transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
table = newTable;
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
二、手写hashmap
通过前面的内容，我们已经知道了hashmap的原理了，我们现在来自己写一个hashmap。
1、map接口
public interface Map<K,V>
public V put(K k,V v);
public V get(K k);
public int size();
public interface Entry<K,V>
public K getKey();
public V getValue();
2、实现类
public class HashMap<K,V> implements Map<K, V>
//初始容量
private static int defaultLength=16;
//加载因子
private static double defaultLoader=0.75;
private Entry[] table=null;
private int size=0;
public HashMap()
this(defaultLength, defaultLoader);
public HashMap(int length,double loader)
defaultLength=length;
defaultLoader=loader;
table=new Entry[defaultLength];
public HashMap(Entry[] table, int size)
super();
this.table = table;
this.size = size;
public V put(K k, V v)
size++;
int index=hash(k);
Entry<K, V> entry=table[index];
if(entry==null)
table[index]=newEntry(k,v,null);
else
table[index]=newEntry(k,v,entry);
return (V)table[index].getValue();
private Entry<K,V> newEntry(K k, V v, Entry<K, V> next)
return new Entry(k, v, next);
public int hash(K k)
int m=defaultLength;
int i=k.hashCode()%m;
return i>=0?i:-i;
public V get(K k)
int index=hash(k);
if(table[index]==null)
return null;
//在数组中查找
return find(k,table[index]) ;
public V find(K k, Entry entry)
if(k==entry.getKey() || k.equals(entry.getKey()))
if(entry.next!=null)
//System.out.println("1oldValue:"+entry.next.getValue());
return (V) entry.getValue();
else
if(entry.next!=null)
//System.out.println("2oldValue:"+entry.next.getValue());
return find(k, entry.next);
return null;
public int size()
return size;
class Entry<K,V> implements Map.Entry<K, V>
K k;
V v;
Entry<K,V> next;
public Entry(K k, V v, Entry<K, V> next)
super();
this.k = k;
this.v = v;
this.next = next;
public K getKey()
return k;
public V getValue()
return v;
public K getK()
return k;
public void setK(K k)
this.k = k;
public V getV()
return v;
public void setV(V v)
this.v = v;
public Entry<K, V> getNext()
return next;
public void setNext(Entry<K, V> next)
this.next = next;
3、通过一个main函数，来测试一下，我们写的这个hashmap是否正确。
public static void main(String[] args)
Map<String, Integer> map=new HashMap<String,Integer>();
map.put("sss", 30);
map.put("sss", 31);
System.out.println(map.get("sss"));
HashMap有一个叫做Entry的内部类，它用来存储key-value对。
上面的Entry对象是存储在一个叫做table的Entry数组中。
table的索引在逻辑上叫做“桶”(bucket)，它存储了链表的第一个元素。
key的hashcode()方法用来找到Entry对象所在的桶。
如果两个key有相同的hash值，他们会被放在table数组的同一个桶里面。
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文章出处： http://blog.csdn.net/sdksdk0/article/details/79299286作者：朱培 ID：sdksdk0
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以上是关于HashMap源码分析与实现的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
Java集合框架 Map接口实现类--HashMap源码分析 & HasmMap与HashSet的关系 & HashTable & Properties（HashTable 的