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JDK8 HashMap擴(kuò)容機(jī)制分析詳解

 更新時(shí)間:2023年07月06日 11:13:45   作者:柯南是死神  
這篇文章主要為大家介紹了JDK8 HashMap擴(kuò)容機(jī)制分析詳解,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪

HashMap

HashMap 主要用來存放鍵值對,它基于哈希表的 Map 接口實(shí)現(xiàn),是常用的 Java 集合之一,是非線程安全的??梢源鎯ull值,但是只有一個key可以為null,有多個值可以為null。

JDK1.8 以后的 HashMap 在解決哈希沖突時(shí)有了較大的變化,當(dāng)鏈表長度大于閾值(默認(rèn)為 8)(將鏈表轉(zhuǎn)換成紅黑樹前會判斷,如果當(dāng)前數(shù)組的長度小于 64,那么會選擇先進(jìn)行數(shù)組擴(kuò)容,而不是轉(zhuǎn)換為紅黑樹)時(shí),將鏈表轉(zhuǎn)化為紅黑樹,以減少搜索時(shí)間。

HashMap 默認(rèn)的初始化大小為 16。之后每次擴(kuò)充,容量變?yōu)樵瓉淼?2 倍。并且, HashMap 總是使用 2 的冪作為哈希表的大小。

put方法

HashMap只提供了put來添加元素,put內(nèi)部調(diào)用putVal方法

對putVal 的分析如下

如果定位到的數(shù)組沒有元素,就直接插入;

如果定位到的數(shù)組有元素,比較key,如果key相同就直接覆蓋,如果相同,判斷p是否是一個樹節(jié)點(diǎn)

  • 如果是,調(diào)用樹節(jié)點(diǎn)的插入方法將元素插入;
  • 如果不是,遍歷鏈表,將元素插入到鏈表尾部;

說明:直接覆蓋之后會return,不會有后續(xù)操作;鏈表長度大于閾值8并且數(shù)組長度大于64的時(shí)候才會轉(zhuǎn)換紅黑樹,否則只是擴(kuò)容數(shù)組。

put方法示例

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    //table未初始化或者長度為0,進(jìn)行擴(kuò)容
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    //(n - 1) & hash 確定元素存放在哪個桶中,桶為空,
    //新生成結(jié)點(diǎn)放入桶中(此時(shí),這個結(jié)點(diǎn)是放在數(shù)組中)
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    //桶中已經(jīng)存在元素
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        //key相等,hash相等
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            //將元素賦值給e
            e = p;
        //hash值不相等,即key不相等,并且該節(jié)點(diǎn)是紅黑樹節(jié)點(diǎn)
        else if (p instanceof TreeNode)
            //放入樹中
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        //鏈表節(jié)點(diǎn)
        else {
            //在鏈表末尾插入節(jié)點(diǎn)
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    //節(jié)點(diǎn)數(shù)量達(dá)到閾值8,執(zhí)行treeifyBin方法
                    //此方法會根據(jù)HashMap的數(shù)組來決定是否要轉(zhuǎn)換為紅黑樹
                    //數(shù)組長度大于等于64才會轉(zhuǎn)換為紅黑樹,否則只會擴(kuò)容數(shù)組
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    //跳出循環(huán)
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        //桶中有key值和hash值于插入節(jié)點(diǎn)相等的節(jié)點(diǎn)
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            //覆蓋以后返回舊值
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    //插入完成后實(shí)際大小大于閾值,需要擴(kuò)容
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

resize方法

final Node<K,V>[] resize() {
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    int oldThr = threshold;
    int newCap, newThr = 0;
    //容量超過最大值就不再擴(kuò)容
    if (oldCap > 0) {
        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return oldTab;
        }
        //沒超過最大值擴(kuò)容到原來的2倍
        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
            newThr = oldThr << 1; // double threshold
    }
    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
        newCap = oldThr;
    else {               // zero initial threshold signifies using defaults
        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
    }
    if (newThr == 0) {
        float ft = (float)newCap * loadFactor;
        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
    }
    threshold = newThr;
    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    if (oldTab != null) {
        //擴(kuò)容完成后,重新進(jìn)行hash分配,寫入數(shù)據(jù)
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                oldTab[j] = null;
                if (e.next == null)
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                else if (e instanceof TreeNode)
                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                else { // preserve order
                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                    Node<K,V> next;
                    do {
                        next = e.next;
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                            if (loTail == null)
                                loHead = e;
                            else
                                loTail.next = e;
                            loTail = e;
                        }
                        else {
                            if (hiTail == null)
                                hiHead = e;
                            else
                                hiTail.next = e;
                            hiTail = e;
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    if (loTail != null) {
                        loTail.next = null;
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    if (hiTail != null) {
                        hiTail.next = null;
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
}

以上就是JDK8 HashMap擴(kuò)容機(jī)制分析詳解的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于JDK8 HashMap擴(kuò)容機(jī)制的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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