HashMap剖析之內部結構

摘要： 前言 本文是基於 Java 8 的 HashMap 進行分析，主要是介紹 HashMap 中的成員變數和類變數的用途，以及分析 HashMap 的資料結構。 變數分析 在 HashMap 中存在多個成員變數和類變數，搞清楚它們的用途有助於我們更深入瞭解 HashMap ，下面...

前言

本文是基於 Java 8 的 HashMap 進行分析，主要是介紹 HashMap 中的成員變數和類變數的用途，以及分析 HashMap 的資料結構。

變數分析

在 HashMap 中存在多個成員變數和類變數，搞清楚它們的用途有助於我們更深入瞭解 HashMap ，下面是它們的介紹：

/**
* 預設的初始容量，必須為2的次冪
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 總所周知是16

/**
* 最大容量
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

/**
* 預設的負載因子
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

/**
* 將連結串列轉化為紅黑樹的閾值，當連結串列節點數大於或等於該閾值-1則轉化為紅黑樹
*/
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

/**
* 將紅黑樹轉化為連結串列的閾值，當紅黑樹的節點小於該閾值時轉化為連結串列
*/
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

/**
* 允許進行連結串列轉化為紅黑樹的閾值，只有散列表大小大於或等於該值才能進行紅黑樹轉化
*/
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
/**
* HashMap中儲存資料的陣列，也稱為散列表。
* 建議保持長度為2的次冪
*/
transient Node<K,V>[] table;

/**
* 快取entrySet()方法的值
*/
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;

/**
* Map中鍵值對的個數
*/
transient int size;

/**
* HashMap資料結構被改變的次數，一般是指散列表的長度改變、Node連結串列增加或者減少節點
* 這個引數是用於快速失敗機制
*/
transient int modCount;

/**
* 下一次觸發調整大小（resize()方法）的閾值，一般為容量乘以負載因子 
*/
int threshold;

/**
* 散列表的負載因子，用於計算擴容的閾值
*/
final float loadFactor;

資料結構

HashMap 使用 拉鍊法 解決雜湊表中存在的 雜湊衝突 問題，所以 HashMap 底層是用以 Node 組成的 連結串列 為元素的 陣列 table 來儲存鍵值對，每個 Node 就是一個鍵值對物件。 table 稱呼為散列表。

而 table 對應的是 散列表 ，是因為無論是儲存還是讀取鍵值對的時候，都會對 key 進行 hash%table.length 運算來進行散列表的命中，然後操作命中的索引對應的 Node 連結串列（還是會比較 key 和 hash ）。

以上為 Java 8 之前版本的 HashMap 的實現，而 Java 8 進行了優化：就是當連結串列節點數超過閾值 TREEIFY_THRESHOLD(8) 時，則會將 連結串列 轉化為 紅黑樹 。

如果只是使用文字描述的話會很難理解，所以下面會通過一幅圖展示：