HashMap底层详讲

【JDK1.7】

底层数据结构：

存储：hashMap存储的是键值对，允许key为null,也允许value为null。

内部：位桶数组+ 链表

特点：同一hash值的链表都存储在一个链表里，当位于一个桶中的元素较多，即发生hash冲突比较多时，HashMap会将同一个桶中的数据以链表的形式存储，通过key值依次查找的效率较低。

【JDK1.8】

底层数据结构：

存储：hashMap存储的是键值对，允许key为null,也允许value为null。

内部：位桶数组 + 链表 + 红黑树

特点：同一hash值的链表都存储在一个链表里，当位于一个桶中的元素较多，HashMap会将同一个桶中的数据以链表的形式存储，如果链表长度到达阀值(默认是8)，就会将链表转换为红黑树。

注意：

1、创建一个Map时，并不会初始化位桶数组。

只会计算出根据初始容量(这里是12)计算出 threshold 为16。

由于tableSizeFor(initialCapacity)方法

不管你传的初始容量值是9、10、11、12、13…16,其计算出来n+1永远为16(2的n次幂)

所以，tableSizeFor(initialCapacity)方法的真实目的是为了确保所有map初始化时的容量均为2的n次幂。

2、第一次put时，会调用到putVal方法，此时的threshold 早已经在我们new HashMap的时候计算出并赋值为为16。

1.检查table是否为空，table的长度是否为0

2.只要满足其中一条，就会首先对table进行一次resize()扩容（这也是集合的首次扩容）

如源码所示，初始容量会由threshold去初始化。所以可以看到，初始化给的12，而真正初始化的map容量大小其实是2的n次幂(这里是16)。

而真正的阈值是在699行这里进行的，可以看到其阈值最大值不能超过Integer.MAX_VALUE，

而容量的阈值不能大于MAXIMUM_CAPACITY(1 << 30)即2的30次幂：

好，现在开始计算插入的元素应该在位桶的哪个位置，如下，看代码632行：

根据i = (n -1) & hash 算出其位置，n为容量16，hash值为49，代入算出i = 1,也就是位桶下标为1的位置，并在该位置创建一个节点Node。

继续调试，执行完放入元素之后modCount自增，size自增，并和扩容阈值（当前是12）比较，1小于12不用扩容

3、当put一个key相同的键值对

我们来分析其源码：

此时，key的hash值相同，定位的位置已经有元素了，所以走了源码635-637行

由于目前元素没有过多，所以暂时并未红黑树化，所以跳过其他else直接来到654行进行值的覆盖。

4、为了触发扩容，将其一直put到”10”，发现”10”的hash值瞬间大到1567，那位置可能大概率就不连续了。

果然，以前通过i = (n -1) & hash算出来的下标位置都是连续的1~9，而key=”10” 通过i = (n -1) & hash计算出其下标位置变成15了！

而put(“11”,”12”)计算出来的位桶数组位置为i = (n -1) & hash = 0位,所谓如图所示：

观察源码663-664可知：

当put第12位时仍不会触发扩容，第13位就会触发resize()扩容机制。

从12位计算出位置为i = (n -1) & hash = 1，所以会放到下标为1的位置上边，但是该位置上边是有元素存在的，所以执行完源码的扩容方法之后会进来这里：

在位于桶1的位置的元素节点的next位置，创建该节点接到后边。

而下面这段代码其实回去从链表的初始节点一直判断其next节点是不是为null，如果next一直不为空直到++binCount >= 7,那么链表将会转化为红黑树。

此时的hashMap结构为：

当key=”13”时,正常逻辑，其应该会接在位置2的后边，也就是这样：

但是，此时size>12阈值了，即

所以会执行一次resize()!!!!也就是扩容！！！

执行的源码如下：

新的容量和新的阈值都翻了一倍，也就是newCap=32,newThr=24

扩容之后，就需要考虑元素迁移的事情了。

元素迁移：

首先是进到了旧的数组不为空的分支，开始元素迁移

看如下源码，我们来进行分析一下：

首先，遍历的旧表的每个下标，首先是数组第0位，也就是

不为空，则先将旧表该位置的链表赋值给e，然后置为null等垃圾回收，

接着判断e有没有后驱节点next，没有的话就表示该下标下边只有一个元素，

开始元素迁移：

其位置为newTab[e.hash & (newCap - 1)]，也就是newTab[1568 & 32- 1] = newTab[0],按位与运算结果为0，则迁移至newTab[0]

接着遍历数组下一个下标1，该下标为1也有两个元素，所以：

先将旧表该位置的链表赋值给e，然后置为null等垃圾回收，

接着判断e有没有后驱节点next, 此时该下标下有多个元素且少于8个，所以next不为空，

开始来到源码719行进行元素迁移：

首先定义两个链表的头尾，一个链表用来装与旧表元素位置相同的元素，另一个链表用来装需要重新分配位置的元素。

现在我们知道下标为1的位置有两个元素

首先是当前链表key=”1”的元素e，其(e.hash & oldCap) = 49 & 16不满足==0的条件，所以其位置是需要移动的！即会执行

此时hiHead = Node(K=1,V=1,hash=49) ，同时链表尾部hiTail也指向e

接下来遍历下一个节点，并赋值给e

那么下一个元素会判断其(e.hash & oldCap) = 1569 & 16 = 0 刚好满足==0的条件

则会执行如下代码

此时loHead = Node(K=12,V=12,hash=1569)，同时链表尾部loTail也指向e

后边无节点遍历，跳出do…while…

开始执行

元素最终迁移的位置：

最后将loHead放在newTab[1]即在新数组中与旧数组位置相同的地方！！

而hiHead则被放在新的数组newTab[1 + 16]即在旧数组位置基础上再加上旧数组的容量!!

最后，简单画了一下HashMap的存储流程，太晚了就不优雅了，见笑

一篇博客肝了将近三个小时，创作不易，点个赞呗！

HashMap底层详讲相关推荐

HashMap底层详解
1. HashMap的数据结构数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端. 数组数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大.但数组的二分查找时间复杂度小,为O(1 ...
java源码系列：HashMap底层存储原理详解——4、技术本质-原理过程-算法-取模具体解决什么问题
目录简介取模具体解决什么问题? 通过数组特性,推导ascii码计算出来的下标值,创建数组非常占用空间取模,可保证下标,在HashMap默认创建下标之内简介上一篇文章,我们讲到哈希算法.哈希 ...
hashmap底层源码详解
这里聊一下HashMap: HashMap底层数据结构: HashMap1.7之前数据结构是数组+链表 HashMap1.8之后数据结构加了红黑树(是用来处理hash冲突的) HashMap1.7之前 ...
一次性讲清HashMap底层原理！
前言快速入门存储:put方法put(key,value) 查询:get方法get(key) java代码如下 import java.util.HashMap; import java.util. ...
Redis五种基本数据类型底层详解(原理篇)
Redis五种基本数据类型底层详解详细介绍Redis用到的数据结构简单动态字符串 SDS和C字符串的区别总结链表字典哈希表字典哈希算法解决键冲突 rehash(重点) 渐进式reha ...
聊聊Java系列-集合之HashMap底层结构原理
前言由于HashMap在我们的工作和面试中会经常遇到,所以搞懂HashMap的底层结构原理就显得十分有必要了.在JDK1.8之前,HashMap的底层采用的数据结构是数组+链表, ...
【Java基础】HashMap原理详解
[Java基础]HashMap原理详解 HashMap的实现 1. 数组 2.线性链表 3.红黑树 3.1概述 3.2性质 4.HashMap扩容死锁 5. BATJ一线大厂技术栈 HashMap的实 ...
HashMap底层实现原理/HashMap与HashTable区别/HashMap与HashSet区别（转）
HashMap底层实现原理/HashMap与HashTable区别/HashMap与HashSet区别文章来源:http://www.cnblogs.com/beatIteWeNerverGiveU ...
hashmap扩容机制_图文并茂：HashMap经典详解！
点击上方 Java后端,选择设为星标优质文章,及时送达代码中的注解多看几遍,其中HashMap的扩容机制是要必懂知识!结合图片一起理解! 什么是 HashMap? HashMap 是基于哈希表的 ...

HashMap底层详讲

注意：

HashMap底层详讲相关推荐

最新文章

热门文章