一步一步学J2SE-HashMap的实现原理

Posted 2020-10-03

HashMap数据结构图

　　HashMap的数据结构是通过数组加链表实现的。数组是HashMap的主体，链表是为了解决Hash碰撞问题。

　　

HashMap的Put方法

1、  在put的时候首先判断key值是不是null，如果是null，则处理null值为key所放的位置

2、  如果key值不为null，则对key值进行hash运算，如果得到的值在数组的位置没有其他的Entry，则将该值放到数组的相应的位置

3、  如果hash之后，在数组的位置已经有值了，说明发生了碰撞，会跟该位置的所有Entry的key值进行比较

4、  如果比较的key值相同，则说明是同一个元素，则会用新的value值替换旧的value值，然后返回旧的value值

5、  如果key值不相同，则说明不是同一个元素，则将该元素放在链表的第一个位置。

HashMap的Get方法

1、  在get的时候首先判断key值是不是null，如果是null,则取key为null的值所在位置的值。

2、  如果key不为null，首先计算出key的hashCode，然后在数组中的对应位置取值。

3、  跟数组相应位置的key进行hashCode和equals比较，如果相等，则取出该Entry的值。

HashMap的resize

         当HashMap中的元素越来越多的时候，hash冲突的几率也就越来越高，因为数组的长度是固定的。所以为了提高查询效率，就要对HashMap的数组进行扩容，HashMap的扩容会对原数组中的数据重新计算其在数组中的位置，并放进去。所以这个操作很耗性能。

         那么HashMap什么时候扩容呢？当HashMap中元素的个数超过数组大小*loadFactor时，就会进行数组扩容。loadFactor的默认值是0.75。当达到这个条件的时候，就会对数组的大小进行扩容，扩大一倍。然后重新计算每个元素在数组中的位置。所以如果我们能够预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

HashMap的Fail-Fast机制

         HashMap是线程不安全的，所以如果在迭代器迭代的过程中有其他线程修改了map，那么将抛出ConcurrentModificationException，这就是fail-fast机制。

         在HashMap中有一个modCount域，记录了HashMap的修改次数，每次对HashMap的内容修改都会增加这个值。在迭代器初始化的过程中，迭代器会记录这个值。

         在迭代器的迭代过程中，每次取数据之前，都会对比modCount的值和自己保存的值是否相等，如果不相等，说明HashMap被修改了，则抛出异常。