HashMap实现原理

Posted 2022-03-21 huangxy

简介

HashMap 根据键的 hashCode 进行数据的存取，大多数情况下可以直接定位到它的值，从而具有很高的效率，是无序的，要想具有顺序可用LinkedHashMap； 键值均可为null；是非线程安全的，如果需要满足线程安全，可以用Collections的synchronizedMap或者使用 ConcurrentHashMap。

JDK1.7实现

JDK1.7中HashMap采用数组+链表的实现方式，Entry 是 HashMap 中的一个内部类，他的成员变量包括：key（键）、value（值）、next（用于实现链表结构，指向下一个链表节点）、hash（存放的是当前key的hashCode）。

put方法

public V put(K key, V value) 
        if (table == EMPTY_TABLE)  //是否初始化
            inflateTable(threshold);
        
        if (key == null) //放置在0号位置
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key); //计算hash值
        int i = indexFor(hash, table.length);  //计算在Entry[]中的存储位置
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) 
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) 
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            
        

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i); //添加到Map中
        return null;

在添加键值对时，首先判断table是否初始化，如果没有，则进行初始化；然后判断key是否为null，如果为null,放置在Entry[]的0号位置，不为null，计算在Entry[]数组的存储位置；判断该位置上是否存在元素，如果存在，则遍历该Entry[]数组位置上的链表；判断key是否存在，如果key已经存在，则用新的value值，替换点旧的value值，并将旧的value值返回；将key-vlaue生成Entry实体，添加到HashMap中的Entry[]数组中。

get方法

public V get(Object key) 
     if (key == null)
         //返回table[0] 的value值
         return getForNullKey();
     Entry<K,V> entry = getEntry(key);

     return null == entry ? null : entry.getValue();

final Entry<K,V> getEntry(Object key) 
     if (size == 0) 
         return null;
     

     int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
     for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
         e != null;
         e = e.next) 
         Object k;
         if (e.hash == hash &&
             ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            return e;
      
     return null;

首先计算hash值，然后调用indexFor()方法得到该key在table中的存储位置，得到该位置的单链表，遍历链表找到key和其对应的Entry，通过entry.value返回value值。

JDK1.8实现

在JDK1.8中，HashMap存储的数据结构由数组+链表的方式，变为数组+链表+红黑树的存储方式，提升了性能；解决了JDK1.7版在并发条件下出现死循环的问题。

问题

问：如果两个key的hashCode相同，如何获取值对象？ 

答：当调用get方法时，HashMap会使用key的hashCode值，找到bucket位置，因为hashCode相同，bucket会发生碰撞，然后遍历链表，通过key的equals方法找到键值对。