你的位置:首页 > 信息动态 > 新闻中心
信息动态
联系我们

java基础HashMap

2021/12/13 23:47:43

HashMap

1.hashMap数据结构:
jdk1.7:数组加链表,jdk1.8之后是数组加链表加红黑树,相比 jdk1.7 的 HashMap 而言,jdk1.8最重要的就是引入了红黑树的设计,当hash表的单一链表长度超过 8 个的时候,链表结构就会转为红黑树结构。
为什么要这样设计呢?好处就是避免在最极端的情况下链表变得很长很长,在查询的时候,效率会非常慢。
HashMap集合了数组和链表的优点实现了利用数据来查询,链表来删除的方式,使他们的查询和删除的操作都很快。
基本的数据结构图
2.jdk1.8还有一个很大的改动就是将头插改成了尾插

    void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
        int newCapacity = newTable.length;
        for (Entry<K,V> e : table) {
            while(null != e) {
                // 获取entry在原链表(未扩容前)的next
                Entry<K,V> next = e.next;
                if (rehash) {
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                // 将当前entrydenetx指向新数组对应index的值,即头插法(新来的在最上面)
                e.next = newTable[i];
                // 将新数组对应位置占据
                newTable[i] = e;
                // 进入下一个节点的循环
                e = next;
            }
        }
    }

此处就会有很大问题:
假设有T1,T2两个线程同时对一个HashMap进行put操作,刚好,HashMap达到了扩容的条件,
这是两个线程都会去对这个HashMap进行扩容。

链表A–>B,假设A B扩容后,计算的index依然相同,那么他们还会存放在同一链表中
假设当T1线程进入到transfer时,先会拿到A,Entry<K,V> next = e.next拿到B,这时T1线程被挂起。
T2线程进入transfer时,先会拿到A,Entry<K,V> next = e.next拿到B,然后向下执行,将A放入index,
之后循环至B,B继续执行时,就会将B.next->A, 特别注意,新数组属于线程专属的,但AB这种Enrty是
从原数组拿到的,所以它们属于全局的,T2修改了B的next,将其指向A.
T2线程执行完之后,T1继续执行,将A放入index,循环至B, 此时B的next指向A(T2做了全局的修改),
B执行完后。循环发现B.next!=null,将其取出继续循环,即A又执行了一次,根据头插法,A的next又指向B.
当使用get获取元素时,发现A.next=B,B.next=A;形成环状,导致查询出现了死循环。
而尾插法是直接在尾部插入不会对之前的链表做修改

    final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            // 尾插法,直接在末尾插入对应元素,不会变化原Node的next关系,所以不会出现死循环
                            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);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

3.1.8之后hashmap扩容不需要rehash
通过扰动函数(扰动函数是hash函数拿到k的hashcode值,这个值是一个32位的int,让高16位与低16位进行异或)和index值就可以确定扩容之后对应的位置