JDK8中HashMap的实现原理

Posted 2021-02-19

JDK8中

JDK8中的hashMap实现采用位桶+链表+红黑树方式，当链表的长度超过阈值(默认阈值为8)，链表将转为红黑树，这样设计将减少查找的时间。

在JDK1.6，JDK1.7中

HashMap采用位桶+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。

hashMap实现原理(步骤)

首先有一个每个元素都是链表（可能表述不准确）的数组，当添加一个元素（key-value）时，就首先计算元素key的hash值，以此确定插入数组中的位置，但是可能存在同一hash值的元素已经被放在数组同一位置了，这时就添加到同一hash值的元素的后面，他们在数组的同一位置，但是形成了链表，同一各链表上的Hash值是相同的，所以说数组存放的是链表。而当链表长度太长时，链表就转换为红黑树，这样大大提高了查找的效率。
当链表数组的容量超过初始容量的0.75时，再散列将链表数组扩大2倍，把原链表数组的搬移到新的数组中。

hashMap数据结构

1、使用位桶数组

transient Node<k,v>[] table;//存储（位桶）的数组</k,v> 

2，数组元素Node<K,V>实现了Entry接口

//node是单向链表，它实现了Map.Entry接口
static class Node<k,v> implements Map.Entry<k,v>{
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<k,v> next;
    //构造函数hash值 键 值 下一个节点
    Node(){
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
    }

    public final K getKey(){
        return key;
    }
    public final K getValue(){
        return value;
    }
    public final String toString(){
        return key+ "=" +value;
    }
    public fianl int hashCode(){
        retrun Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
    }
    public final V setValue(V newValue){
        V oldValue = value;
        value = newValue;
        return oldValue;
    }
    //判断两个node是否相等，若key和value都相等返回true，否则false，与自己比较为true
    public final boolean equals(Object o){
        if(o == this)
                return true;
        if(o instanceof Map.Entry){
            Map.Entry<!--?,?--> e = (Map.Entry<!--?,?-->)o;
                if(Objects.equals(key, e.getKey()) && Objects.equals(value, e.getValue()))
                return true;
        }
        return false;
    }

3，红黑树

//红黑树
static final class TreeNode<k,v> extends LinkedHashMap.Entry<k,v>{
            TreeNode<k,v> parent; //父节点
            TreeNode<k,v> left; //左子树
            TreeNode<k,v> right; //右子树
            TreeNode<k,v> prev; //needed to unlink next upon deletion
            boolean red;  //颜色属性
            TreeNode(int hash, K key,V value, Node<k,v> next){
                super(hash, key, val, next );
            }
            //返回当前节点的根节点
            final TreeNode<k,v> root(){
                for(TreeNode<k,v> r = this, p;;){
                    if((p = r.parent) == null)
                        return r;
                    r = p;
                }
            }
}