判定程序员等级,HashMap就够了

Posted 2020-11-01 zj-blog

                                          JDK1.8  HashMap源码分析

用到的符号:

     ^异运算:两个操作数相同,结果是;两个操作数不同,结果是1。

     &按位与:两个操作数都是1,结果才是1。

一、HashMap概述

     在JDK1.8之前，HashMap采用数组+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。而JDK1.8中，HashMap采用数组+链表+红黑树(二叉树的优化实现是一种平衡二叉树,可以降低数的深度)实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

      

 

    jdk1.8之前的hashmap都采用上图的结构，都是基于一个数组和多个单链表，hash值冲突的时候，就将对应节点以链表的形式存储。如果在一个链表中查找其中一个节点时，将会花费O（n）的查找时间，会有很大的性能损失。到了jdk1.8，当同一个hash值的节点数不小于8时，不再采用单链表形式存储，而是采用红黑树。

                      

二、了解Hash函数

   我们先了解一下Hash的源码：

    

    代码执行过程:如果key为空,返回0;如果key不为空,返回原hash值和原hash值无符号右移16位的值按位异或的结果。(把低16位和高16位进行异或运算）。因为低位重复概率计算大,低位和高位异或运算可以提交数组的利用率,使数组分布均匀。

    按位异或就是把两个数按二进制，相同就取0，不同就取1。

    比如：0101 ^ 1110 的结果为 1011,异或的速度是非常快的。

   把一个数右移16位即丢弃低16为，就是任何小于216的数，右移16后结果都为0（2的16次方再右移刚好就是1）。

   任何一个数，与0按位异或的结果都是这个数本身。

   所以这个hash()函数对于非null的hash值，仅在其大于等于216的时候才会重新调整其值。

   但是调整后又什么好处呢？

   我们先看下put的时候，这个hash值是怎么处理（部分源码）的：

   

    在寻找桶位的时候，这个hash值为与上table的zise-1，初始为16，我们就拿16来举例.

    以为算法是hashValue & size - 1 ,此时size-1=15的二进制为 1 1 1 1 ，也就是任意类似16进制0x?0（二进制最后四位为0000）的hash值，都会被存储到位置为0的桶位上，一个桶中的元素太多，就一定会降低其性能。我们知道HashMap是一个数组+链表，就是在下标相同的位置下面挂一个单项的链表,那数组的下标需要计算出来,必须保证在一定的范围内,是通过【(n-1)&hash】计算机计算的是二进制,比如数组大小必须是2的N次幂,权重是0.75,数组初始值是16,权重等于12(16*0.75)，当等于12数组会扩容。扩容之后对数组进行重新分配。当链表的大小大于8的时候会转化为红黑树。数组下标计算方式:(0101010101010101010101010101&00000000000000000001111)以16来说,十六进制的二进制表示后面的0,N-1的二进制结尾是1111,两者进行与操作最大值是1111，1111的16十六进制是15,然后把Node节点放入这个位置,这样来计算下标。

总结如下: