HashMap源码分析
重要变量:
Node<K,V>[] table存放单链表头结点的数组size存储结点数量threshold阈值,通过size和threshold比较来做扩容loadFactor加载因子
重要方法:
put(K key, V value)添加结点get(Object key)查询结点
单链表Node结点中的一些变量:
hashhash值,每个添加的对象都有一个hash值,两个对象的hash值相同,添加时就会出现hash冲突/hash碰撞key元素的key值,用于查询元素时,hash值与key值进行比较,最终查询结果value元素的值Node<K,V> next下一个结点的指针
HashMap源码中put(K key, V value)方法剖析:
- 根据key获取到他的hash值,获取方式:
(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16), - 然后根据hash值与数组长度-1取余,得到元素存储在集合中的索引
i,获取方式i = (n - 1) & hash, - 如果获取到这个索引位置的单链表表头为空,直接将插入的数据构建出一个头结点;
- 如果获取到这个索引位置的单链表非空,则遍历该单链表,如果有相同的元素则返回,没有相同的元素则将这个插入的元素插入到链表尾部.
HashMap源码中get(Object key)方法剖析
- 根据参数
key计算出hash值,然后通过hash值与table[]数组减1取模运算,得到这个元素存在于数组中的索引index, - 根据
index获取到这个table[]数组中的单链表,然后遍历单链表,通过hash值和key与单链表中的每一个结点进行比较,找到我们的那个结点Node,取出该Node的value值即可.
HashMap源码中resize()扩容方法剖析:
- 首先在第一次
put添加数据时,调用resize()方法,此时数组table容量和阈值threshold默认值都为0,然后计算出新的数组容量大小和新的阈值大小,代码如下:
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//1 << 4等于16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);//0.75*16=12
- 在添加数据时,如果
size大小大于threshold时,此时第二次调用resize()方法
- 首先将
threshold扩展为原来的2倍,代码如下:
newThr = oldThr << 1; // double threshold - 同时将
table数组容量扩展为原来的2倍,代码如下:
newCap = oldCap << 1 - 最后遍历旧数组中存储的数据(数组中的每个元素
Node都是单链表的表头),存储到新的数组中去(遍历单链表中的每个结点,将结点通过hash计算,存储到新的数组中去)
HashMap总结- Java8中有什么改进？
- Hash冲突后不再是用链表来保存相同index的节点，相应的采用红黑树（高性能的平衡树）来保存冲突节点
- 节点查找优先级由 O（n）-> 提高到了O（logn）
什么是hash碰撞?如何解决hash碰撞问题?
- hash碰撞就是添加数据时,不同的对象,计算出来的index索引值相同;解决办法就是将数组中每个元素采用单链表的形式进行存储,如果出现hash碰撞,就将这个对象存储到index位置单链表的尾部.
为什么需要加载因子?
加载因子loadFactor就是用来计算阈值threshold的,通过阈值判断,就可以在添加数据超过阈值threshold时,进行数组table的扩容resize操作.
面试题:HashMap常问的问题
- “你用过HashMap吗?”“什么是HashMap?你为什么用到它?”
- “你知道HashMap的工作原理吗?”
- “你知道HashMap的get()方法的工作原理吗?”
- “当两个对象的hashcode相同会发生什么?”
- “如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象?”
- “如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量，怎么办?”“你了解重新调整HashMap大小存在什么问题吗?”
- “为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键?”
- “我们可以使用自定义的对象作为键吗?”
Android中的HashMap运用,Handler源码中相关联类ThreadLocal
ThreadLocal<T>源码分析
常用方法
set(T value)->map.set(ThreadLocal<?> key, Object value)
map是当前线程对象t的一个变量,代码如下:
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
static class ThreadLocalMap {
//Entry数组,根据ThreadLocal作为key得到hash值与数组长度取模,计算出存入数组的索引
private Entry[] table;
//根据传入ThreadLocal作为key,然后通过key的hash值计算得出,存入的元素的索引,
//根据索引从Entry[]数组中取出这个Entry对象
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
Entry e = table[i];
if (e != null && e.get() == key)
return e;
else
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}
//这个方法会从ThreadLocalMap中的Entry[]数组中,
//遍历是否有我们存入的以ThreadLocal作为key的Entry对象;
//有则直接更改该Entry中的value值;
//无则将传入的value构建出一个Entry对象,赋值给Entry[]数组中遍历到的第一个空的Entry
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
// We don't use a fast path as with get() because it is at
// least as common to use set() to create new entries as
// it is to replace existing ones, in which case, a fast
// path would fail more often than not.
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
//这个循环会不停的遍历数组中从索引为i开始,i++,取出的Entry对象为null的对象为止
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
//这里的i可能我们取模计算得到的i不相等,因为要从数组中i开始往后遍历,
//取出第一个Entry为null的对象,然后将传入的value构建的Entry对象赋值给这个Entry为null的对象
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
}
ThreadLocalMap是一个类似HashMap的集合,他里面的数据结构是数组Entry[],数组中的每一个元素是一个对象Entry,这个对象里面只有一个value变量,所以数组中每个元素的数据结构不是HashMap那样的单链表.
这里通过ThreadLocal作为key获取到经过hash运算(CAS机制)得到唯一的hash值,取模得到索引i,然后根据当前索引i开始自增(i = nextIndex(i, len))遍历数组中元素Entry为null的值,通过set(value)方法传入的value构建出Entry对象,存储在这个Entry为null的索引位置.
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