HashMap就是這麼簡單【原始碼剖析】

Java3y發表於2018-04-10

HashMap原始碼

前言

宣告，本文用得是jdk1.8

前面已經講了Collection的總覽和剖析List集合以及雜湊表、Map集合、紅黑樹的基礎了：

本篇主要講解HashMap，以及涉及到一些與hashtable的比較~

看這篇文章之前最好是有點資料結構的基礎：

當然了，如果講得有錯的地方還請大家多多包涵並不吝在評論去指正～

一、HashMap剖析

首先看看HashMap的頂部註釋說了些什麼：

再來看看HashMap的類繼承圖：

下面我們來看一下HashMap的屬性：

成員屬性有這麼幾個：

再來看一下hashMap的一個內部類Node：

我們知道Hash的底層是雜湊表，而在Java中雜湊表的實現是通過陣列+連結串列的~

再來簡單看看put方法就可以印證我們的說法了：陣列+連結串列-->雜湊表

我們可以簡單總結出HashMap：

無序，允許為null，非同步
底層由雜湊表(雜湊表)實現
初始容量和裝載因子對HashMap影響挺大的，設定小了不好，設定大了也不好

1.1HashMap構造方法

HashMap的構造方法有4個：

在上面的構造方法最後一行，我們會發現呼叫了tableSizeFor()，我們進去看看：

這是位運算演算法，具體流程可參考：

看完上面可能會感到奇怪的是：為啥是將2的整數冪的數賦給threshold？

threshold這個成員變數是閾值，決定了是否要將雜湊表再雜湊。它的值應該是：capacity * load factor才對的。

其實這裡僅僅是一個初始化，當建立雜湊表的時候，它會重新賦值的：

至於別的構造方法都差不多，這裡我就不細講了：

1.2put方法

put方法可以說是HashMap的核心，我們來看看：

我們來看看它是怎麼計算雜湊值的：

為什麼要這樣幹呢？？我們一般來說直接將key作為雜湊值不就好了嗎，做異或運算是幹嘛用的？？

我們看下來：

我們是根據key的雜湊值來儲存在雜湊表中的，我們表預設的初始容量是16，要放到雜湊表中，就是0-15的位置上。也就是tab[i = (n - 1) & hash]。可以發現的是：在做&運算的時候，僅僅是後4位有效~那如果我們key的雜湊值高位變化很大，低位變化很小。直接拿過去做&運算，這就會導致計算出來的Hash值相同的很多。

而設計者將key的雜湊值的高位也做了運算(與高16位做異或運算，使得在做&運算時，此時的低位實際上是高位與低位的結合)，這就增加了隨機性，減少了碰撞衝突的可能性！

下面我們再來看看流程是怎麼樣的：

新值覆蓋舊值，返回舊值測試：

接下來我們看看resize()方法，在初始化的時候要呼叫這個方法，當雜湊表元素大於capacity * load factor的時候也是呼叫resize()

1.3get方法

接下來我們看看getNode()是怎麼實現的：

1.4remove方法

再來看看removeNode()的實現：

二、HashMap與Hashtable對比

從儲存結構和實現來講基本上都是相同的。它和HashMap的最大的不同是它是執行緒安全的，另外它不允許key和value為null。Hashtable是個過時的集合類，不建議在新程式碼中使用，不需要執行緒安全的場合可以用HashMap替換，需要執行緒安全的場合可以用ConcurrentHashMap替換