jdk1.8hashmap为什么对hash进行了一次扰动处理

public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}static final int hash(Object key) {int h;// 判断key是否为null, 如果为null,则直接返回0;// 如果不为null，则返回(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)的执行结果return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

我们一步一步来分析

第1步：h = key.hashCode()

"helloWorld".hashCode() --> -1554135584
"123456".hashCode() --> 1450575459
"我爱java".hashCode() --> -1588929438

第2步：h >>> 16
无符号右移(>>>)：
对于正数的带符号右移，不论正数还是负数，移位过程中高位均补零。
第3步：h ^ (h >>> 16)

假设h值为：1290846991
它的二进制数为：01001100 11110000 11000011 00001111
右移十六位之后：00000000 00000000 01001100 11110000
进行异或操作后：01001100 11110000 10001100 11110000
最终得到的hash值：1290833136

第四步：计算元素在数组中存放的位置
由下面这行代码决定的：

// 将(数组的长度-1)和hash值进行按位与操作:
i = (n - 1) & hash  // i为数组对应位置的索引  n为当前数组的大小

我们将上面这步操作作为第4步操作，来对比一下执行1、2、3、4四个步骤和只执行第1、4两个步骤所产生的不同效果。

我们向hashmap中put两个元素node1(key1, value1)、node2(key2, value2)，hashmap的数组长度n=16。

执行1、2、3、4 四个步骤:

h = key.hashCode()
假设计算的结果为：h = 3654061296
对应的二进制数为: 01101100 11100110 10001100 11110000
h >>> 16
h无符号右移16位得到： 00000000 00000000 01101100 11100110
hash = h ^ (h >>> 16)
异或操作后得到hash： 01101100 11110000 11100000 00000110
i = (n-1) & hash
n-1=15 对应二进制数 : 00000000 00000000 00000000 00001111
hash : 01101100 11110000 11100000 00000110
hash & 15 : 00000000 00000000 00000000 00000110
转化为10进制： &ensp 5
最终得到i的值为5，也就是说node1存放在数组索引为5的位置。

同理我们对(key2, value2) 进行上述同样的操作过程:

h = key.hashCode()
假设计算的结果为：h = 3652881648
对应的二进制数为: 01101100 11011101 10001100 11110000
h >>> 16
h无符号右移16位得到： 00000000 00000000 01101100 11011101
hash = h ^ (h >>> 16)
异或操作后得到hash： 01101100 11110000 11100000 00101101
i = (n-1) & hash
n-1=15 对应二进制数 : 00000000 00000000 00000000 00001111
hash : 01101100 11110000 11100000 00101101
hash & 15 : 00000000 00000000 00000000 00001101
转化为10进制： &ensp 13
最终得到i的值为13，也就是说node2存放在数组索引为13的位置

执行1、4两个步骤:

h = key.hashCode()
计算的结果同样为：h = 3654061296
对应的二进制数为: 01101100 11100110 10001100 11110000
i = (n-1) & hash
n-1=15 对应二进制数 : 00000000 00000000 00000000 00001111
hash(h) : 01101100 11100110 10001100 11110000
hash & 15 : 00000000 00000000 00000000 00000000
转化为10进制： 0
最终得到i的值为0，也就是说node1存放在数组索引为0的位置

同理我们对(key2, value2) 进行上述同样的操作过程:

h = key.hashCode()
计算的结果同样为：h = 3652881648
对应的二进制数为: 01101100 11011101 10001100 11110000
i = (n-1) & hash
n-1=15 对应二进制数 : 00000000 00000000 00000000 00001111
hash(h) : 01101100 11110000 11100000 11110000
hash & 15 : 00000000 00000000 00000000 00000000
转化为10进制： 0
最终得到i的值为0，也就是说node2同样存放在数组索引为0的位置

相信大家已经看出区别了：

当数组长度n较小时，n-1的二进制数高16位全部位0，这个时候如果直接和h值进行&（按位与）操作，那么只能利用到h值的低16位数据，这个时候会大大增加hash冲突发生的可能性，因为不同的h值转化为2进制后低16位是有可能相同的，如上面所举例子中:key1.hashCode() 和key2.hashCode() 得到的h值不同，一个h1 = 3654061296 ，另一个h2 = 3652881648，但是不幸的是这h1、h2两个数转化为2进制后低16位是完全相同的，所以h1 & (n-1)和 h2 & (n-1) 会计算出相同的结果，这也导致了node1和node2 存储在了数组索引相同的位置，发生了hash冲突。

当我们使用进行 h ^ (h >>> 16) 操作时，会将h的高16位数据和低16位数据进行异或操作，最终得出的hash值的高16位保留了h值的高16位数据，而hash值的低16数据则是h值的高低16位数据共同作用的结果。所以即使h1和h2的低16位相同，最终计算出的hash值低16位也大概率是不同的，降低了hash冲突发生的概率。

ps：这里面还有一个值的注意的点: 为什么是(n-1)?

我们知道n是hashmap中数组的长度,那么为要进行n-1的操作？答案同样是为了降低hash冲突发生的概率！

要理解这一点，我们首先要知道HashMap规定了数组的长度n必须为2的整数次幂，至于为什么是2的整数次幂，会在HashMap的扩容方法resize()里详细讲。

既然n为2的整数次幂，那么n一定是一个偶数。那么我们来比较i = hash & n和 i = hash & (n-1)有什么异同。

n为偶数，那么n转化为2进制后最低位一定为0，与hash进行按位与操作后最低位仍一定为0，这就导致i值只能为偶数，这样就浪费了数组中索引为奇数的空间，同时也增加了hash冲突发生的概率。

所以我们要执行n-1,得到一个奇数，这样n-1转化为二进制后低位一定为1，与hash进行按位与操作后最低位即可能位0也可能位1，这就是使得i值即可能为偶数，也可能为奇数，充分利用了数组的空间，降低hash冲突发生的概率。

jdk1.8hashmap为什么对hash进行了一次扰动处理相关推荐

JDK1.8HashMap源码级分析
任何不谈论JDK版本的HashMap介绍不是小白就是在耍流氓,所以本文是基于JDK1.7版本的HashMap分析,其中涉及到了面试常问的问题以及核心方法的源码分析 JDK1.8HashMap 红黑树前 ...
基于JDK1.8---HashMap源码分析
基于JDK1.8-HashMap源码简要分析 HashMap继承关系 HashMap:根据键的 hashCode 值存储数据,大多数情况下可以直接定位到它的值,因而具有很快的访问速度,但遍历顺序却是不 ...
Java源码HashMap、ConcurrentHashMap：JDK1.8HashMap静态常量以及设置的目的，初始容量、最大容量、扩容缩容树化条件
HashMap核心源码作为工作中最重要.最常用的容器之一,当然还是要自己动手写一篇 HashMap 的源码解析来加深对其的印象咯,而且它的设计与实现也有很多值得学习的地方. 以下包含HashMap ...
JDK1.8HashMap会发生死循环吗？
一.直击面试现场面试官:你觉得HashMap在多线程并发的情况下会出现死循环吗? 我(暗自窃喜,还好准备了):HashMap在jdk1.8之前,会因为多线程put元素操作共享hashmap会出现,原 ...
面试必备：HashMap底层数据结构？jdk1.8算法优化，hash冲突，扩容等问题
面试必备系列不会长篇理论求证,直接上答案,仅供参考,不喜勿喷. 1.能说说HashMap的底层原理吗? HashMap<String,String> map = new HashMap&l ...
hashmap实现原理_Java中HashMap底层实现原理(JDK1.8)源码分析
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 ...
Java面试绕不开的问题： Java中HashMap底层实现原理(JDK1.8)源码分析
这几天学习了HashMap的底层实现,但是发现好几个版本的,代码不一,而且看了Android包的HashMap和JDK中的HashMap的也不是一样,原来他们没有指定JDK版本,很多文章都是旧版本JD ...
jdk1.8之HashMap
转载自:http://blog.csdn.net/qq_27093465/article/details/52207135 摘要 HashMap是Java程序员使用频率最高的用于映射(键值对)处理的数 ...
HashMap JDK 1.8 VS JDK1.7 增加性能
一.传统 HashMap的缺点 (1)JDK 1.8 以前 HashMap 的实现是数组+链表,即使哈希函数取得再好,也很难达到元素百分百均匀分布. (2)当 HashMap 中有大量的元素都存放到 ...

jdk1.8hashmap为什么对hash进行了一次扰动处理

jdk1.8hashmap为什么对hash进行了一次扰动处理相关推荐

最新文章

热门文章