Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版)

导读:本篇文章讲解 Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版),希望对大家有帮助,欢迎收藏,转发!站点地址:www.bmabk.com

目录

1、什么是HashMap,什么时候选择HashMap

2、HashMap数据结构及其工作原理

2.1数据结构(JDK1.7)

2.2数据结构(JDK1.8之后)

3、源码分析

3.1 JDK1.7版本(1.8在后面)

 3.1 JDK1.8版本

四、面试宝典


版本:

JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突)。JDK1.8之后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。



Map(基础知识点)

(双列型集合,存放数据无序,key不可重复,value可以重复 )

Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版)

 HashMap

底层是哈希表,key不可重复,value可以重复。key对应的记录无序

  • 添加 put(K key , V value) 返回值为value的值,如果有覆盖则是此key上一个旧值
  • 查询 get(object key)
  • 遍历Map集合

        BookMap.forEach((k,v)->{
                (k + “=”+v).sout
        });

        直接打印map集合(可以直接打印是因为HashMap源码中覆盖ltoString方法)

System.out.println(BookMap);
  • 修改 ==覆盖 直接put原来的key 更改value
  •  删除(底层是哈希表,没有下标,只能通过key删除value)
    • 根据key删除value
    • clear


                        

1、什么是HashMap,什么时候选择HashMap

说到容器,你肯定会想到 Java中对象存储容器还有ArrayList,LinkedList,HashSet等,HashMap 相对这些容器来说,可以理解为多了一层指向关系,可以用指定Key找到指定Value。

比如:

现在有一个Java Bean 用于存储职员的信息,字段包括(职员姓名,职员年龄,职员身高,职员体重,职员教育程度 … 等等),我是一名人力资源管理,我需要将员工信息整理好发给老板。

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★ 问题:

这个时候你必须要想到,如果两个人名字一样可咋办,查到的到底是谁的信息呢?前者信息会被覆盖吗?带着问题来学习一下HashMap数据结构及其工作原理

2、HashMap数据结构及其工作原理

2.1数据结构(JDK1.7

HashMap 数据结构为 数组+链表,其中:链表的节点存储的是一个 Entry 对象,每个Entry 对象存储四个属性(hash,key,value,next)JDK1.7

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  1.  整体是一个数组;
  2.  数组每个位置是一个链表;
  3. 链表每个节点中的Value即我们存储的Object;

2.2数据结构(JDK1.8之后)

我们现在用的都是 JDK 1.8,底层是由“数组+链表+红黑树”组成,如下图

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问题: 为什么jdk1.8要改成“数组+链表+红黑树”?

主要是为了提升在 hash 冲突严重时(链表过长)的查找性能,使用链表的查找性能是 O(n),而使用红黑树是 O(logn)。

3、源码分析

3.1 JDK1.7版本(1.8在后面)

  • put()方法

        解释写在代码注释里面了⭐😊

public V put(K key, V value) {
  //第一次的时候一定是成立
  //table默认就是EMPTY_TABLE,这是一个空的Entry数组
  if (table == EMPTY_TABLE) {
    //threshold = 16  ,如果传的值不是2^n,下面函数给他转成2^n
    inflateTable(threshold);
  }
  //如果key的值为空,直接put一个空的Key,只能是这一个,如果多个空key只能覆盖他
  if (key == null)
    return putForNullKey(value);
    //对key取hash,为了使hash码更加离散,也就是扰动
  int hash = hash(key);
  int i = indexFor(hash, table.length);
//是空的直接放入,不是空的,遍历entry,先根据hash码,再根据equals
  for (Entry<K,V> 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;
}

//初始化数组了
private void inflateTable(int toSize) {
  //15->16 四舍五入容量成为2次方幂
  int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);
  
  //容量*0.75
  threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
  //创建指定容量的Entry(这儿的容量是四舍五入的2次方幂)
  table = new Entry[capacity];
    //初始化一个Hash种子,使得更加离散
  initHashSeedAsNeeded(capacity);
}

final boolean initHashSeedAsNeeded(int capacity) {
  //默认的情况下 currentAltHashing 是false
  boolean currentAltHashing = hashSeed != 0;
  //第一项判断jvm是否启动了 true
  //capacity=16第一次的情况下,
  //Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD是Integer的最大值,如果传了值就是指定的值
  //第二项判断是false
  //useAltHashing就是false
  boolean useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&
    (capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
  //异或成为false
  boolean switching = currentAltHashing ^ useAltHashing;
  //不进这个循环
  if (switching) {
    hashSeed = useAltHashing
      ? sun.misc.Hashing.randomHashSeed(this)
      : 0;
  }
  return switching;
}

上面的代码先初始化Entry数组的类,然后设置threshold的值,是为初始化的值*0.75,然后初始化指定容量的Entry,然后设置hashSeed的值,默认的情况的下0,一般的情况下是不会改变,可以具体看下我上面的注释。 

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 如果key为空,这个时候会调用putForNullKey(value);方法,具体的代码如下:

//设置默认的空键的值
private V putForNullKey(V value) {
  //遍历所有的Entry,设置好对应的Entry
  for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
    if (e.key == null) {
      V oldValue = e.value;
      e.value = value;
      e.recordAccess(this);
      return oldValue;
    }
  }
  //记录修改的次数
  modCount++;
  //第一次为空的情况下,添加对应Entry
  addEntry(0, null, value, 0);
  return null;
}

上面的代码就是遍历所有的table的数组,然后设置table的值,一般的情况下,第一次进来的时候是空的,然后就会调用addEntry(0, null, value, 0);具体的代码如下:

// 0 null value 0
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  //长度大于初始化长度*0.75,同时这项不等于null
  //会调用扩容 这个时候不会进入
  if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
    resize(2 * table.length);
    hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
    bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
  }
  //创建Entry的方法
  createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}

 上面的代码的是先判断是否需要扩容,扩容的条件:**长度大于初始化长度*0.75,同时插入的下标在数组不为null。**然后创建Entry,具体的代码如下:

//创建Entry
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//先找到表格中的Entry,直接通过table[当前位置]去new一个Entry
  Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
  table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
  size++;
}

 进入Entry中,典型的头插法(新的节点的下一个节点,是原来的头节点)

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创建好的Entry,然后把size的值++,具体的我们来看下扩容的机制,具体的代码如下:

 

//扩容的长度是原来的长度*2
void resize(int newCapacity) {
  //先将原来的值赋值给oldTable
  Entry[] oldTable = table;
  //老的长度
  int oldCapacity = oldTable.length;
  //如果的长度等于最大的长度,就直接用最新的(判断到没到Integer最大值)
  if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
    threshold = Integer.MAX_VALUE;
    return;
  }

  //根据新的长度创建好的newTable
  Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
  
  //initHashSeedAsNeeded(newCapacity)这个返回值为false
  //转移
  transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
  table = newTable;
  //计算容量*负载因子
  threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}

 上面的代码就是扩容的容量是原来的2倍,然后主要是调用转移的方法transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));,具体的代码如下:

//rehash = false
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
  int newCapacity = newTable.length;
  //遍历原来的数组table
  for (Entry<K,V> e : table) {
    //遍历数组下面的链表
    while(null != e) {
      Entry<K,V> next = e.next;
      //不需要重新rehash
      if (rehash) {
        e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
      }
      //计算出新的位置
      int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
      //放入到对应位置
      e.next = newTable[i];
      newTable[i] = e;
      e = next;
    }
  }
}
  •  HashMap()
//initialCapacity = 16
//loadFactor = 0.75
//threshold = initialCapacity
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
    //容量小于0,就要抛异常
  if (initialCapacity < 0)
    throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                       initialCapacity);
    //如果大于一个最大的容量(1<<30),就让他是最大容量
  if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
    initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    //如果负载因子小于0,或者他不是一个正常的传进来的负载因子,就抛异常
  if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
    throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                       loadFactor);
    //就把初始容量和负载因子设置进来了
  this.loadFactor = loadFactor;
  threshold = initialCapacity;
    //可以重写这个方法,所有在HashMap初始化之后~在元素插入之前被调用
  init();
}

上面的代码主要赋值了三个值,一个initialCapacity初始化的值(16),loadFactor负载因子(0.75),threshold的值等于16。

讲到这个时候,put的方法差不多讲完了,差不多的逻辑,就是判断是否是空的,然后如果是空的,初始化这个table,如果这个键是null,然后就put空的null的键,这个时候也是插入数据,先判断需不需要扩容,如果需要扩容,就先扩容,然后再添加。再然后是计算hash的值,以及计算出来的位置,然后遍历这个数组的位置的链表,找到相同的替换,如果没有,直接添加这个Entry,这个时候也是判断是不是需要扩容,如果需要扩容,就先扩容,如果再添加。

流程图:

Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版)

参考资料:JDK1.7-HashMap的源码_了不起的盖茨比。的博客-CSDN博客_jdk1.7源码

 3.1 JDK1.8版本

从非拷贝构造函数的实现来看,Hashmap的数据似乎并没有在最初就初始化好,仅仅设置了一些初始值而已。

 //这两个是限定值 当节点数大于8时会转为红黑树存储
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
    //当节点数小于6时会转为单向链表存储
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
    //红黑树最小长度为 64
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
    //HashMap容量初始大小
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
    //HashMap容量极限
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
    //负载因子默认大小
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    //Node是Map.Entry接口的实现类
    //在此存储数据的Node数组容量是2次幂
    //每一个Node本质都是一个单向链表
    transient Node<K,V>[] table;
    //HashMap大小,它代表HashMap保存的键值对的多少
    transient int size;
    //HashMap被改变的次数
    transient int modCount;
    //下一次HashMap扩容的大小
    int threshold;
    //存储负载因子的常量
    final float loadFactor;

   //默认的构造函数
   public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }
    //指定容量大小
    public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }
     //指定容量大小和负载因子大小
    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        //指定的容量大小不可以小于0,否则将抛出IllegalArgumentException异常
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
         //判定指定的容量大小是否大于HashMap的容量极限
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
         //指定的负载因子不可以小于0或为Null,若判定成立则抛出IllegalArgumentException异常
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
         
        this.loadFactor = loadFactor;
        // 设置“HashMap阈值”,当HashMap中存储数据的数量达到threshold时,就需要将HashMap的容量加倍。
        //tableSizeFor用于查找到大于给定数值的最近2次幂值,比如给定18就是32。给定33就是64。
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }
    //传入一个Map集合,将Map集合中元素Map.Entry全部添加进HashMap实例中
    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        //此构造方法主要实现了Map.putAll()
        putMapEntries(m, false);
    }

 HashMap 是按照 lazy-load 原则,在首次使用时被初始化(拷贝构造函数除外)。我们去看看 put 方法实现,似乎只有一个 putVal 的调用:

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

 进入putVal内部

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
 //HashMap.put的具体实现
 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        //判定table不为空并且table长度不可为0,否则将从resize函数中获取
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
         //这样写法有点绕,其实这里就是通过索引获取table数组中的一个元素看是否为Null
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            //若判断成立,则New一个Node出来赋给table中指定索引下的这个元素
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {  //若判断不成立
            Node<K,V> e; K k;
             //对这个元素进行Hash和key值匹配
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode) //如果数组中德这个元素P是TreeNode类型
                //判定成功则在红黑树中查找符合的条件的节点并返回此节点
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else { //若以上条件均判断失败,则执行以下代码
                //向Node单向链表中添加数据
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                         //若节点数大于等于8
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            //转换为红黑树
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e; //p记录下一个节点
                }
            }
            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) //判断是否需要扩容
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }
  • 1.首先获取Node数组table对象和长度,若table为null或长度为0,则调用resize()扩容方法获取table最新对象,并通过此对象获取长度大小
  • 2.判定数组中指定索引下的节点是否为Null,若为Null 则new出一个单向链表赋给table中索引下的这个节点
  • 3.若判定不为Null,我们的判断再做分支
    • 3.1 首先对hash和key进行匹配,若判定成功直接赋予e
    • 3.2 若匹配判定失败,则进行类型匹配是否为TreeNode 若判定成功则在红黑树中查找符合条件的节点并将其回传赋给e
    • 3.3 若以上判定全部失败则进行最后操作,向单向链表中添加数据若单向链表的长度大于等于8,则将其转为红黑树保存,记录下一个节点,对e进行判定若成功则返回旧值
  • 4.最后判定数组大小需不需要扩容

 

resize方法

//重新设置table大小/扩容 并返回扩容的Node数组即HashMap的最新数据
final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table; //table赋予oldTab作为扩充前的table数据
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; 
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
             //判定数组是否已达到极限大小,若判定成功将不再扩容,直接将老表返回
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
             //若新表大小(oldCap*2)小于数组极限大小 并且 老表大于等于数组初始化大小
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                //旧数组大小oldThr 经二进制运算向左位移1个位置 即 oldThr*2当作新数组的大小
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
         //若老表中下次扩容大小oldThr大于0
        else if (oldThr > 0)
            newCap = oldThr;  //将oldThr赋予控制新表大小的newCap
        else { //若其他情况则将获取初始默认大小
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        //若新表的下表下一次扩容大小为0
        if (newThr == 0) {  
            float ft = (float)newCap * loadFactor;  //通过新表大小*负载因子获取
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr; //下次扩容的大小
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab; //将当前表赋予table
        if (oldTab != null) { //若oldTab中有值需要通过循环将oldTab中的值保存到新表中
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {//获取老表中第j个元素 赋予e
                    oldTab[j] = null; //并将老表中的元素数据置Null
                    if (e.next == null) //若此判定成立 则代表e的下面没有节点了
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; //将e直接存于新表的指定位置
                    else if (e instanceof TreeNode)  //若e是TreeNode类型
                        //分割树,将新表和旧表分割成两个树,并判断索引处节点的长度是否需要转换成红黑树放入新表存储
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null; //存储与旧索引的相同的节点
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; //存储与新索引相同的节点
                        Node<K,V> next;
                        //通过Do循环 获取新旧索引的节点
                        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);
                        //通过判定将旧数据和新数据存储到新表指定的位置
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        //返回新表
        return newTab;
    }
  • 1.判定数组是否已达到极限大小,若判定成功将不再扩容,直接将老表返回
  • 2.若新表大小(oldCap2)小于数组极限大小&老表大于等于数组初始化大小 判定成功则 旧数组大小oldThr 经二进制运算向左位移1个位置 即 oldThr2当作新数组的大小
    • 2.1. 若[2]的判定不成功,则继续判定 oldThr (代表 老表的下一次扩容量)大于0,若判定成功 则将oldThr赋给newCap作为新表的容量
    • 2.2 若 [2] 和[2.1]判定都失败,则走默认赋值 代表 表为初次创建
  • 3.确定下一次表的扩容量, 将新表赋予当前表
  • 4.通过for循环将老表中德值存入扩容后的新表中
    • 4.1 获取旧表中指定索引下的Node对象 赋予e 并将旧表中的索引位置数据置空
    • 4.2 若e的下面没有其他节点则将e直接赋到新表中的索引位置
    • 4.3 若e的类型为TreeNode红黑树类型
      • ​ 4.3.1 分割树,将新表和旧表分割成两个树,并判断索引处节点的长度是否需要转换成红黑树放入新表存储
      • ​ 4.3.2 通过Do循环 不断获取新旧索引的节点
      • ​ 4.3.3 通过判定将旧数据和新数据存储到新表指定的位置

门限值等于(负载因子)x(容量),如果构建 HashMap 的时候没有指定它们,那么就是依据相应的默认常量值。

门限通常是以倍数进行调整 (newThr = oldThr << 1),我前面提到,根据 putVal 中的逻辑,当元素个数超过门限大小时,则调整 Map 大小。

扩容后,需要将老的数组中的元素重新放置到新的数组,这是扩容的一个主要开销来源。

资料参考:通俗易懂Hashmap源码解析_码农小白猿的博客-CSDN博客_hashmap源码

四、面试宝典

1、HashMap 的底层数据结构

JDK 1.8,底层是由“数组+链表+红黑树”组成,如下图,而在 JDK 1.8 之前是由“数组+链表”组成

Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版)

 2、为什么要改成“数组+链表+红黑树”?

主要是为了提升在 hash 冲突严重时(链表过长)的查找性能,使用链表的查找性能是 O(n),而使用红黑树是 O(logn)。

3、那在什么时候用链表?什么时候用红黑树?

  • 对于插入,默认情况下是使用链表节点。当同一个索引位置的节点在新增后达到9个(阈值8):如果此时数组长度大于等于 64,则会触发链表节点转红黑树节点(treeifyBin);而如果数组长度小于64,则不会触发链表转红黑树,而是会进行扩容,因为此时的数据量还比较小。
  • 对于移除,当同一个索引位置的节点在移除后达到 6 个,并且该索引位置的节点为红黑树节点,会触发红黑树节点转链表节点(untreeify)。

4、为什么链表转红黑树的阈值是8?

时间和空间

  • 红黑树节点大小约为链表节点的2倍,在节点太少时,红黑树的查找性能优势并不明显,付出2倍空间的代价作者觉得不值得
  • 理想情况下,使用随机的哈希码,节点分布在 hash 桶中的频率遵循泊松分布,按照泊松分布的公式计算,链表中节点个数为8时的概率为 0.00000006,这个概率足够低了,并且到8个节点时,红黑树的性能优势也会开始展现出来,因此8是一个较合理的数字。

5、那为什么转回链表节点是用的6而不是复用8?

如果我们设置节点多于8个转红黑树,少于8个就马上转链表,当节点个数在8徘徊时,就会频繁进行红黑树和链表的转换,造成性能的损耗。

6、HashMap 有哪些重要属性?分别用于做什么的?

除了用来存储我们的节点 table 数组外,HashMap 还有以下几个重要属性:

1)size:HashMap 已经存储的节点个数;

2)threshold:扩容阈值,当 HashMap 的个数达到该值,触发扩容。

3)loadFactor:负载因子,扩容阈值 = 容量 * 负载因子。

7、threshold 除了用于存放扩容阈值还有其他作用吗?

在我们新建 HashMap 对象时, threshold 还会被用来存初始化时的容量。HashMap 直到我们第一次插入节点时,才会对 table 进行初始化,避免不必要的空间浪费。

8、HashMap 的默认初始容量是多少?HashMap 的容量有什么限制吗?

默认初始容量是16。HashMap 的容量必须是2的N次方,HashMap 会根据我们传入的容量计算一个大于等于该容量的最小的2的N次方,例如传 9,容量为16。

9、为什么负载因子默认值是0.75。

在时间和空间上权衡的结果。如果值较高,例如1,此时会减少空间开销,但是 hash 冲突的概率会增大,增加查找成本;而如果值较低,例如 0.5 ,此时 hash 冲突会降低,但是有一半的空间会被浪费,所以折衷考虑 0.75 似乎是一个合理的值。

10、HashMap 的插入流程是怎么样的?

Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版)

11、扩容的流程

Java集合之轻松上手HashMap(2022珍藏版)

12、死循环问题

导致死循环的根本原因是 JDK 1.7 扩容采用的是“头插法”,会导致同一索引位置的节点在扩容后顺序反掉。而 JDK 1.8 之后采用的是“尾插法”,扩容后节点顺序不会反掉,不存在死循环问题。

hashmap1.7中的死循环是有多个线程并发扩容形成了环状链表,随后再进行扩容的线程会循环取这个环状链表的节点,造成死循环;其次,环状链表是几个节点相互指向,并不是某个节点自己指向自己。

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