Java面试题HashMap的底层实现原理

Posted 2021-10-14 王六六的IT日常

描述HashMap的底层实现原理

HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value

HashMap在jdk7中的底层实现原理：

HashMap map = new HashMap():在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
…可能已经执行过多次put…
map.put(key1,value1):首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。

• 如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
• 如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：

  • 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2

  • 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：

    • 如果equals()返回 false（key不一样）:此时key1-value1添加成功。—情况3
    • 如果equals()返回 true（key一样）:使用value1替换value2。

  • 补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。
默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原的数据复制过来。

HashMap在jdk8中相较于jdk7在底层实现方面的不同：

1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组

2. jdk8底层的数组是：Node[],而非Entry[]

3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组

4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。

• 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
• 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树（查找效率会高）存储。

HashMap底层典型属性的属性的说明：

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容 量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64