JDK源码（二十三）：HashMap

Posted 2021-04-21 jdkSpring

java.util.HashMap实现Map接口。此实现提供所有可选的映射操作，并允许null值和null键。（HashMap类大致等同于Hashtable，只是它不同步并且允许空值。）这个类不保证映射的顺序；特别是，它不保证顺序随时间保持不变。

Has h Map为基本操作（get和put）提供恒定的时间性能，假设哈希函数在存储桶之间正确地分散元素。集合视图上的迭代需要与HashMap实例的“容量”（bucket的数量）加上其大小（键值映射的数量）成比例的时间。因此，如果迭代性能很重要的话，不要设置太高的初始容量（或者太低的负载系数）。

HashMap的一个实例有两个影响其性能的参数：初始容量和负载因子。容量是哈希表中的存储桶数，初始容量只是创建哈希表时的容量。负载因子是在哈希表的容量自动增加之前允许获得的满容量的度量。当哈希表中的条目数超过负载因子和当前容量的乘积时，哈希表将重新hash（即重建内部数据结构），以便哈希表具有大约两倍的存储桶数。

一般来说，默认加载因子（0.75）在时间和空间成本之间提供了一个很好的折中。较高的值会减少空间开销，但会增加查找成本（反映在HashMap类的大多数操作中，包括get和put）。在设置初始容量时，应考虑map中的预期条目数及其负载系数，以尽量减少rehash操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以负载系数，则不会发生rehash操作。

哈希表

哈希表是由一块地址连续的数组空间构成的，其中每个数组都是一个链表，数组的作用在于快速寻址查找，链表的作用在于快速插入和删除元素，因此，哈希表可以被认为就是链表的数组。

哈希冲突

多个 Key 对象，通过计算得到了同一个 值 的情况。

h1 =hash(key1)&(length -1)

h2 =hash(key2)&(length -1)

h3 =hash(key3)&(length -1)

如果出现下面的情况，就是冲突了

h1 == h2 == h3

解决冲突的一般办法

• 再哈希法：首先定义很多hash函数，当发生哈希冲突时，就再使用另一个hash函数计算另一个哈希值，直到不冲突为止。

类名

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

变量(部分)

方法（JDK1.8）

put(K key, V value)

1. 对key的hashCode()做hash，然后再计算index;

2. 如果没碰撞直接放到bucket里；

3. 如果碰撞了，以链表的形式存在buckets后；

4. 如果碰撞导致链表过长(大于等于TREEIFY_THRESHOLD)，就把链表转换成红黑树；

5. 如果节点已经存在就替换old value(保证key的唯一性)

6. 如果bucket满了(超过load factor*current capacity)，就要resize。

在jdk1.8版本后，java对HashMap做了改进，在链表长度大于8的时候，将后面的数据存在红黑树中，以加快检索速度。关于红黑树，读者可另行查看，太烧脑了。

resize()

初始化或加倍表大小。如果为空，则根据字段阈值中保留的初始容量目标进行分配。然而又因为我们使用的是2次幂的扩展(指长度扩为原来2倍)，所以，元素的位置要么是在原位置，要么是在原位置再移动2次幂的位置。

get(Object key)

1. bucket里的第一个节点，直接命中；

2. 如果有冲突，则通过key.equals(k)去查找对应的entry，若为树，则在树中通过key.equals(k)查找；若为链表，则在链表中通过key.equals(k)查找。

HashMap实现多线程

Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());