java HashMap内部实现原理详解

分类：Java · 发布时间：2021-10-12 16:17 · 阅读：7454

这篇文章主要介绍了java HashMap内部实现原理详解的相关资料,需要的朋友可以参考下

详解HashMap内部实现原理

内部数据结构

 static class Entry implements Map.Entry { final K key; V value; Entry next; int hash;

从上面的数据结构定义可以看出，HashMap存元素的是一组键值对的链表，以什么形式存储呢

 transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;

可以看出，是以数组形式储存，好的，现在我们知道，HashMap是以数组形式存储，每个数组里面是一个键值对，这个键值对还可以链接到下个键值对。如下图所示:

hashmap的添加

 public V put(K key, V value) { if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold); } if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null; }

这里可以看出，hashmap的添加，首先根据一个entry的hash属性去查找相应的table元素i，然后看这个位置是否有元素存在，如果没有，直接放入，如果有，遍历此次链表，加到表尾

删除

 final Entry removeEntryForKey(Object key) { if (size == 0) { return null; } int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); Entry prev = table[i]; Entry e = prev; while (e != null) { Entry next = e.next; Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) { modCount++; size--; if (prev == e) table[i] = next; else prev.next = next; e.recordRemoval(this); return e; } prev = e; e = next; } return e; }

删除的话，还是先根据hash在table数组中查找，然后再根据equals在链表中进行查找，这个也是为什么hashmap和hashset等以hash方式进行存储的数据结构要求实现两个方法hashcode和equalsd的原因

学过hash的人都知道，hash表的性能和hash冲突的发生次数有很大关系，但有不能申请过长的table表浪费空间，所以这里有了我们的resize函数

扩容机制

 void resize(int newCapacity) { Entry[] oldTable = table; int oldCapacity = oldTable.length; if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return; } Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity)); table = newTable; threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); }

这个方法会在put的时候调用,上面put的时候先调用 addEntry(hash, key, value, i);方法，然后看addEntry方法

 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { resize(2 * table.length); hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } createEntry(hash, key, value, bucketIndex); }

上面可以看出那么 HashMap 当 HashMap 中的元素个数超过数组大小 *loadFactor 时，就会进行数组扩容，loadFactor 的默认值为 0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小为 16，那么当 HashMap 中元素个数超过 16*0.75=12 的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知 HashMap 中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高 HashMap 的性能。

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