hashMap 详细介绍

Posted 2021-03-23 kfkang

 

hashMap 源码 1192行。

一、HashMap概述

　　HashMap基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。（除了不同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

值得注意的是HashMap不是线程安全的，如果想要线程安全的HashMap，可以通过Collections类的静态方法synchronizedMap获得线程安全的HashMap。

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

二、HashMap的数据结构

  HashMap的底层主要是基于数组和链表来实现的

  HashMap中主要是通过key的hashCode来计算hash值的外加取余最终获取索引，而这个索引可以认定是一种地址，既而把相应的value存储在地址指向内容中。它通过把关键码值（key-value）映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。

为什么又需要对得到的散列码(即hash值)求余呢？---上面的 indexFor(int h, int length)完成的功能

在底层是用数组来存储<key, value>的，而我们得到的散列码可能很大（事实上散列码的范围非常广）

而内存是有限的，不能分配为数组分配一块很大很大的空间，因此，存储<key, value>的数组空间相对较小。

从而需要把 所有的散列码都 “约束” 到这个有效的数组空间中。----这也是导致冲突的根源

 

 

 

但是只要key的 hashCode相同，计算出来的hash值就一样。如果存储的对象对多 了，就有可能不同的对象所算出来的hash值是相同的，这就出现了所谓的hash冲突。学过数据结构的同学都知道，解决hash冲突的方法有很 多，HashMap底层是通过链表（链地址法）来解决hash冲突的。

 

 开放地址法：

   当冲突发生时，通过查找数组的一个空位，并将数据填入。

1. 线性探测

处理方式：如果index索引与当前的index有冲突，即把当前的索引index+1。如果在index+1已经存在占位现象（index+1的内容不为NULL）试图接着index+2执行。。。直到找到索引为内容为NULL的为止。这种处理方式也叫：线性地址探测法(offset-of-1)

2平方探测：以平方大小来递增下一次待探测的位置

链地址法

链地址法的基本思想是：将所有哈希地址为i 的元素构成一个称为同义词链的链表，并将链表的头指针存在哈希表的第i个单元中，因而查找、插入和删除主要在同义词链中进行。

在HashMap的实现中，采用的链地址法来解决冲突，它有一个桶的概念:对于Entry数组而言，数组的每个元素处存储的是链表，而不是直接的Value。在链表中的每个元素才是真正的<Key, Value>。而一个链表，就是一个桶！因此HashMap最多可以有Entry.length 个桶。

简单总结：就是在冲突的位置上建立一个链表，然后将冲突的元素插入到链表尾端

负载因子：尺寸／容量．空表的负载因子是0,而半满的负载因子是0.5.负载轻的表,出产生冲突的可能性小,对于插入和查找都是最理想的.
HashMap和HashSet都允许指定负载因子,当达到负载因子的水平时,容器将自动增加其容量(桶位数),实现方式是容量大致加倍,并重新将现有的对象分部到新的捅位中,称之为再散列.
HashMap使用的负载因子是0.75(只有当表达到四分之三时,才进行散列),这个因子在时间和空间代价中达到了平衡,更高的负载因子可以降低表所需的空间,但是会增加查找的代价.

 

 

其他方法：

1 、再散列法：建立多个hash函数，若是当发生hash冲突的时候，使用下一个hash函数，直到找到可以存放元素的位置。

2、建立公共溢出区：将哈希表分为基本表和溢出表，将与基本表发生冲突的元素放入溢出表中。

 

6. Fail-Fast机制：

我们知道java.util.HashMap不是线程安全的，因此如果在使用迭代器的过程中有其他线程修改了map，那么将抛出ConcurrentModificationException，这就是所谓fail-fast策略。

这一策略在源码中的实现是通过modCount域，modCount顾名思义就是修改次数，对HashMap内容的修改都将增加这个值，那么在迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的expectedModCount。

 

Hashtable源码 345行

Hashtable出来的比HashMap早，HashMap 1.2才有，而Hashtable在1.0就已经出现了。HashMap和Hashtable实现原理基本一样，都是通过哈希表实现。而且两者处理冲突的方式也一样，都是通过链表法

若干方法都加了synchronized关键字，也就意味着这个Hashtable是个线程安全的类，这也是它和HashMap最大的不同点.

Hashtable每次扩容，容量都为原来的2倍加2，而HashMap为原来的2倍。

2.Hasbtable并不允许值和键为空（null），若为空，会抛空指针（HashMap可以）

3.Hashtable的容量为任意正数（最小为1），而HashMap的容量始终为2的n次方。Hashtable默认容量为        11，HashMap默认容量为      16；

1. 4. 

 

TreeMap源码 2442行

 

   TreeMap基于红黑树实现