周末晚上回来写的HashTable源码分析

Posted 2021-04-05 WwpwW

一，HashTable源码分析

源码分析三部曲，构造函数，方法分析，总结一下

二，方法分析

2.1，构造函数

//构造一个初始值为11，负载因子为0.75 
    public Hashtable() {
        this(11, 0.75f);
    }
//我们看下具体的操作实现
 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
     //如果初始容量小于0，则应该抛出异常
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
     //负载因子也是不可能要小于等于0的，思考一下为什么？
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);

        if (initialCapacity==0)
            initialCapacity = 1;
        this.loadFactor = loadFactor;
     //构建初始容量为initialCapacity大小的entry
        table = new Entry<?,?>[initialCapacity];
     //阈值的计算，这个后面我自己单独看下为啥要这么计算
     //此时，我真的不知道为啥这么设置
        threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
    }

为什么初始容量小于0抛出异常？因为数组的特点，数组下标是从0开始的。

2.2，put（）方法

public synchronized V put(K key, V value) {
        //由于hashTable现在很少用，初入职场时，也是常被面试问到
        // 不允许存入value为null的情况
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
       //拿到key的hashCode值
        int hash = key.hashCode();
       //计算key应该插入的位置
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
       //下面的逻辑就是判断key是否已经存在了
       //如果key已经存在，则直接替换，如果不存在，则执行下面的addEntry方法
       //首先根据index获取对应的entry数据
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            //如果hash值相等且key值相等，则说明已经存在了
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                //获取旧值
                V old = entry.value;
                //将新值赋值给entry.value
                entry.value = value;
                //返回旧值即可
                return old;
            }
        }
       //将新元素插入到对应的位置
        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

//第二步
 private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {
        modCount++;
       //获取table引用赋值给临时变量tab[]
        Entry<?,?> tab[] = table;
       //rehash()操作也相当于集合中的数组扩容操作了
        if (count >= threshold) {
            //rehash操作这里暂时不分析了，因为文章太长了
            rehash();

            tab = table;
            hash = key.hashCode();
            index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        }

        
        @SuppressWarnings("unchecked")
        //获取index位置的元素entry，然后构造一个entry放入table[index]位置
        Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index];
        tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
     // entry的数量加一
        count++;
    }

2.3，get（）方法

public synchronized V get(Object key) {
     //将table引用赋值给临时局部变量tab[]
        Entry<?,?> tab[] = table;
     //获取key的hash值，其实就是为了确定index做准备的
        int hash = key.hashCode();
     //hash取模操作
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
     //遍历table[]中的每一个元素entry，，比对hash值和key是否相等，
     //若相等则返回entry对应的元素，否则返回null，此时循环查找元素的时间复杂度O(n)
        for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                return (V)e.value;
            }
        }
        return null;
    }

2.4，contains（）方法

public synchronized boolean contains(Object value) {
    //判断元素value是否在hash表里面
    //由于put的时候，不会存在value为null的元素
    //这里相当于做个前置校验操作了
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }
  //成员变量table赋值给临时局部变量，也是编程中常用的一种写法了
        Entry<?,?> tab[] = table;
    //为什么要从后往前找?
        for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) {
            //找到则返回true，否则返回false
            for (Entry<?,?> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) {
                if (e.value.equals(value)) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

2.5，containsValue（）方法

public boolean containsValue(Object value) {
    //方法的复用，便于代码的扩展，可读性
        return contains(value);
    }

2.6，containsKey()方法

public synchronized boolean containsKey(Object key) {
    //将table成员变量的引用赋值给临时局部变量tab
        Entry<?,?> tab[] = table;
    //计算hash值
        int hash = key.hashCode();
    //确定检索的位置
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    //若key的hash值相等且key相等，则返回true，否则返回false
        for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

2.7，size（）方法

public synchronized int size() {
     //返回key的数量，有多少key，就有多少entry
        return count;
    }

2.8，isEmpty（）方法

public synchronized boolean isEmpty() {
    //若hashTable的元素个数为0，则表明为空
        return count == 0;
    }

2.9，remove（）方法

public synchronized V remove(Object key) {
     //将table引用赋值给临时变量tab[]
        Entry<?,?> tab[] = table;
     //计算key的hash值就是快速找到key的位置
        int hash = key.hashCode();
     //确定key的位置
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(Entry<K,V> prev = null ; e != null ; prev = e, e = e.next) {
            //找到了key
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                modCount++;
                if (prev != null) {
                    //断开链接
                    prev.next = e.next;
                } else {
                    //此时tab[index]置为了null
                    tab[index] = e.next;
                }
                //元素个数减一
                count--;
                //返回待删除的元素
                V oldValue = e.value;
                //等待某个时刻，触发gc
                e.value = null;
                return oldValue;
            }
        }
        return null;
    }

2.10，clear（）方法

public synchronized void clear() {
        Entry<?,?> tab[] = table;
        modCount++;
    //循环，将table[]的每一个元素置为null
    //成员变量count置为0，等待gc在某个时刻被触发，将堆上的
    //不可达对象进行回收，进行内存碎片的清理
        for (int index = tab.length; --index >= 0; )
            tab[index] = null;
        count = 0;
    }

2.11，getOrDefault（）方法

public synchronized V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
     //复用原来的get（）方法，若元素key不存在，则返回null
        V result = get(key);
     //若为null，则使用默认值
        return (null == result) ? defaultValue : result;
    }

2.12，replace（）方法

public synchronized V replace(K key, V value) {
        Objects.requireNonNull(value);
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
     //得到key所在的位置index
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)tab[index];
     //循环判断每一个entry数据，是否hash值以及key和传入的key相等
     //若相等，则使用新值value替换查找到的旧值
        for (; e != null; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                return oldValue;
            }
        }
        return null;
    }

三，总结一下

其实，这些方法分析下来，难度是有的，但是整体分析下来还是比较值得的，如果我自己只分析，不记录文字输出出来应该很快就会分析完，内容输出来确实可以帮助自己一些，如果对别人有一点点启发何尝不是一件正确的事情呢，这里自己分析了大部分的常用的方法，极个别的方法没有分析，用的比较少，为什么hashtable是线程安全的？想必看过整篇文章就明白了，目前自己不会很详细的把每个知识点都说到，毕竟一篇文章是说不完的。