HashMap分析（JDK1.8）

阿新 • • 發佈：2018-12-16

這裡是基於JDK1.8。

可以看出HashMap繼承了AbstractMap，實現了Map。

先看看HashMap中的幾個關鍵的屬性：

預設初始容量是16：

也很好理解，1的二進位制還是1：

向左位移四位：

最大容量很大：

負載因子，主要用來擴充套件HashMap的容量，建議不要進行修改：

初始容量是16，那麼就是在容量到達12的時候開始進行擴容。擴容越大，資料會越平均，檢索速度會越快，但是佔用的空間會比較大。

連結串列節點轉化為樹形節點的閾值，即當連結串列節點到達8的時候就會轉化為樹形的結構：

樹節點轉化為連結串列節點的閾值：

樹的最小容量：

先看看put()方法：

主要是呼叫了putVal()方法，中間又呼叫了hash()方法，先看看hash()方法：

當key==null的時候就返回0（從這裡也可以看出來HashMap的key是可以為null的），不為null就行計算key的hashCode()賦值給h，隨後h和h向右偏移16位的值做一個抑或（可以參看https://blog.csdn.net/Dongguabai/article/details/83148609）。

這裡選擇位移16位是因為h是一個int型別的值，int值的取值範圍是32位，向右位移16位剛好是32位的一半。

假設這是完整的資料，左邊是屬於高位，右邊是屬於低位：

向右位移16位就相當於整個低位的資料就沒有了，高位的資料都到低位這邊來了，原來的高位資料再用0去填充，然後新值和舊值再去做抑或：

這樣的好處就是在沒有外部資料接入的情況下，充分的使用了hashCode算出來的值進行計算。這樣計算出來的hash值會相對的分散，只有儘量分散才儘可能的可以減少hash衝突，雜湊之後就不容易重複。

可以自己寫個Demo測試一下：

在看putVal()方法前先看看Node，Node是HashMap中定義的一個類：

有hash值、K和V，還有一個next，就是指向下一個Node，這就明顯是一個連結串列。

再看看putVal()方法：

//從這裡可以看出HashMap的一個結構，陣列加上鍊表：

將table賦值給tab，如果是空的就執行下面的邏輯：

關於table，在第一次使用時初始化，分配時，長度總是兩個冪，也可以為0。

初始肯定是空的就會執行resize()方法進行擴容，肯定會執行下面這一段：

這裡的容量的初始值是16。

newThr閾值就是初始值乘以負載因子。

綜合也可以看出HashMap在new出來的時候，並沒有建立一個16位長度的Node陣列，而是在第一次put的時候才會建立一個初始的空間，裡面有懶載入的思想，就是你用的時候才去初始容量。

再接著看putVal()方法：

首先，put的資料肯定要落到陣列中的某一個節點中去，那具體是落到哪一個節點中去呢，就是通過這一段程式碼計算出來的。

先看這段：

i = (n - 1) & hash

i的值等於(n-1)&hash，這其實是一個取%的過程。因為最大容量就是16，而hash值必然是一個比較大的資料，這裡使用了一個&運算（可以參看：https://blog.csdn.net/Dongguabai/article/details/83150402），因為&運算的效率是高於%的。

這裡n-1，初始值的n是16，減一就是15：

再去&一個值：

這裡n必須要是2的倍數，因為2次冪有個特徵，就是1的後面全是0：

比如32是這樣：

2是這樣：

而減去1了之後就是1變成0，後面全部是都是1：

再配合&運算，就可以%了。

再接著程式碼往下看：

找到了索引之後，如果是空的，就執行下面的方法，去建立一個Node物件並賦值，要注意的是這個時候的next是null。

如果不為空就執行else裡面的程式碼：

會判斷節點是不是一個TreeNode的型別：

這個p是哪裡來的呢：

目前暫時還是Node還不是TreeNode，先分析不是TreeNode的情況：

從這裡大概可以進一步看出結構就是陣列加上鍊表（JDK1.8就是簡單的陣列加連結串列）：

繼續看程式碼：

如果next Node是空的，就會建立一個新的Node放進去，即如果陣列中的位置被佔用了，就會到next Node。而且這一段程式碼是在一個for迴圈裡面，簡單點說，就是因為這個連結串列可能很長，就會一直找，直到找個那個next Node是空的Node就放進next Node中去，這個說法也不準確。在這段程式碼中看到了一個熟悉的變數TREEIFY_THRESHOLD，即到了8的時候會把這個Node轉化為一個TreeNode。

也就是說，當節點數大於等於7的時候，就會轉換成樹形結構（紅黑樹）：