Java8 HashMap

xiaoxiao2021-03-01  5

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摘要: HashMap结构:数组+链表+红黑树。对于之前的版本数组+链表来说,当hash冲突多的时候,会导致一个桶上的链表很长,查找的复杂度O(n)。而Java8 HashMap,当一条链长度超过8,便会转化成红黑树。

存储结构

HashMap结构:数组+链表+红黑树

对于之前的版本数组+链表来说,当hash冲突多的时候,会导致一个桶上的链表很长,查找的复杂度O(n)。而Java8 HashMap,当一条链长度超过8,便会转化成红黑树。红黑树特点:插入、查找、删除的时间复杂度为O(log n)。

红黑树的关键性质:从根到叶子的最长的可能路径不多于最短的可能路径的两倍长。这样最坏情况也可以是高效的。

每个节点使用Node存储信息,如果转化为红黑树,则使用TreeNode存储树的节点。

put

通过计算后的hash值对应table的下标,找到table第一个节点,有以下情况:1)桶为空,则新建节点Node作为桶上第一个节点2)节点为红黑树节点,则直接往红黑树插入节点3)其余情况即链表:通过e=p.next、p=e循环找到链尾,在链尾插入新节点。如果长度超过8,则对链表进行红黑树转化。

putVal源码如下:

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; }

如果插入节点后整个map的size达到下次扩容的阙值,则进行扩容。主要看老的table和节点怎么拷贝到新的table上:通过下标找到桶上的节点,对老的table进行赋值null防止内存泄漏,1)如果单节点,则直接拷贝到新的桶上2)如果为红黑树节点,则对树进行分离。(每次扩容都是翻倍,与原来计算(n-1)&hash的结果相比,节点要么就在原来的位置,要么就被分配到“原位置+旧容量”这个位置。)3)如果为链表,则复制链表到新的table,同样会对节点重新hash后决定分配到原来的还是新的位置。resize源码如下:

final Node<K,V>[] resize() { ... 省略 ... if (oldTab != null) { 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; }

get

通过hash值找到对应的桶。同样,get的时候判断桶是不是只有一个节点,而且key匹配上,是就直接返回这个节点了。不是则判断是红黑树还是链表,遍历节点找到key。getNode源码如下:

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k; if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) { if (first.hash == hash && // always check first node ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return first; if ((e = first.next) != null) { if (first instanceof TreeNode) return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key); do { if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } while ((e = e.next) != null); } } return null; }

参考https://baike.baidu.com/item/红黑树/2413209?fr=aladdinhttp://www.importnew.com/20386.htmlhttps://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/77244920

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