源码阅读之hashmap

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了源码阅读之hashmap相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

面试中,我们经常会被面试官问到:有没有阅读过源码?


没有算法经验

不懂设计模式

基础差

底子薄

到底源码该如何阅读呢?

那今天就带大家一行一行阅读hashmap的源码!源码阅读之hashmap(一)



源码阅读-Hashmap(一)

一、JDK1.8的HashMap源码的改进

在JDK1.8之前,HashMap采用数组+链表实现,即使用链表处理冲突,同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多,即hash值相等的元素较多时,通过key值依次查找的效率较低。


而JDK1.8中,HashMap采用数组+链表+红黑树实现,当链表长度超过阈值(8)时,将链表转换为红黑树,这样大大减少了查找时间。


下图中代表JDK1.8之前的HashMap结构,左边部分即代表哈希表,也称为哈希数组,数组的每个元素都是一个单链表的头节点,链表是用来解决冲突的,如果不同的key映射到了数组的同一位置处,就将其放入单链表中。(此图借用网上的图)


源码阅读之hashmap(一)


JDK1.8之前的HashMap都采用上图的结构,都是基于一个数组和多个单链表,hash值冲突的时候,就将对应节点以链表的形式存储。

如果在一个链表中查找其中一个节点时,将会花费O(n)的查找时间,会有很大的性能损失。

到了jdk1.8,当同一个hash值的节点数不小于8时,不再采用单链表形式存储,而是采用红黑树,如下图所示(此图是借用的图)

源码阅读之hashmap(一)

二、JDK1.8的HashMap源码分析



1
1.HashMap的继承关系

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

可以看到HashMap继承自父类AbstractMap,实现了Map、Cloneable、Serializable接口。

其中,Map接口定义了一组通用的操作;Cloneable接口则表示可以进行拷贝,在HashMap中,实现的是浅层次拷贝,即对拷贝对象的改变会影响被拷贝的对象;Serializable接口表示HashMap实现了序列化,即可以将HashMap对象保存至本地,之后可以恢复状态。


2
2.类的主要属性


//默认初始容量是16

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

//默认最大的容量

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

//默认负载因子是0.75

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

//当桶上的结点数量大于等于8时底层结构由链表变为红黑树

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

//当桶上的结点数量小于等于6时等层结构由红黑树变为链表

static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

//桶中结构转化为红黑树对应的table的最小大小

static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

//存储元素的数组,总是2的幂次倍

transient Node<K,V>[] table;

//存放具体元素的集

transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;

//已存放的元素的个数,不等于数组的长度

transient int size;

//map结构被更改的次数

transient int modCount;

//临界值 当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时,会进行扩容

int threshold;

//填充因子

final float loadFactor;


3.类的重要构造函数


//指定初始容量和负载因子的构造函数

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {

if (initialCapacity < 0)

throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +initialCapacity);


//初始容量大于最大容量,则最大容量为初始容量

if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))

throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +loadFactor);


//初始化负载因子

this.loadFactor = loadFactor;


//初始化临界值

//tableSizeFor(initialCapacity)返回大于等于initialCapacity的最小的二次幂数值。

this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);


//>>> 操作符表示无符号右移,高位取0。

static final int tableSizeFor(int cap) {

int n = cap - 1;

n |= n >>> 1;

n |= n >>> 2;

n |= n >>> 4;

n |= n >>> 8;

n |= n >>> 16;

return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;

}


//指定初始容量的构造函数,采用默认的负载因子


public HashMap(int initialCapacity) {

this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);

}


//无参的构造函数,属性均采用默认值

public HashMap() {

this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted

}


//通过指定的Map集合构造一个HashMap

public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {

//采用默认的负载因子

this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;

//将m的所有元素存入本HashMap实例中

putMapEntries(m, false);

}

final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {

    int s = m.size();

    if (s > 0) {

        // 判断table是否已经初始化

        if (table == null) { // pre-size

            // 未初始化,s为m的实际元素个数

            float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;

            int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?

                    (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);

            // 计算得到的t大于阈值,则初始化阈值

            if (t > threshold)

                threshold = tableSizeFor(t);

        }

        // 已初始化,并且m元素个数大于阈值,进行扩容处理

        else if (s > threshold)

            resize();

       

       // 将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);

        }

    }

}

今天先讲解一部分,不知道大家还有什么疑问呢?后续请关注明日推送


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源码阅读之hashmap(一)
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一定要养成阅读优秀源码的习惯

只有这样子

你才可以

学习别人优秀的设计,

合理的抽象,

简洁的代码,


以上是关于源码阅读之hashmap的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

一篇文章彻底读懂HashMap之HashMap源码解析(上_)

HashMap 源码阅读

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HashMap源码阅读

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jdk源码阅读笔记之java集合框架(基础篇)