最新国产好看的视频,伊人天堂AV在线,国产Aaaaaa视频,蜜臀视频在线观看一区,人妻av色图,密臀久久久精品影片,青青视频免费观看毛片,久草在线观看视,国产三级精品色情在线

java集合類HashMap源碼解析

 更新時(shí)間:2021年06月08日 14:22:44   作者:代碼學(xué)習(xí)  
這篇文章主要介紹了Java集合之HashMap用法,結(jié)合實(shí)例形式分析了java map集合中HashMap定義、遍歷等相關(guān)操作技巧,需要的朋友可以參考下

在這里插入圖片描述

Map集合

Map集合存儲(chǔ)的是鍵值對(duì)

Map集合的實(shí)現(xiàn)類:

HashTableLinkedHashMap、HashMap、TreeMap

HashMap

基礎(chǔ)了解

1、鍵不可以重復(fù),值可以重復(fù);

2、底層使用哈希表實(shí)現(xiàn);

3、線程不安全;

4、允許key為null,但只允許有一條記錄為null,value也可以為null,允許多條記錄為null;

源碼分析

(一)以JDK1.7為例

1、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

在這里插入圖片描述

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):數(shù)組+鏈表

首先hashmap內(nèi)部有一個(gè)Entry類型的數(shù)組table;

通過(guò)Entry<K,V> 知道table數(shù)組每一個(gè)節(jié)點(diǎn),存儲(chǔ)的元素是鍵值對(duì);

再通過(guò)字段next知道,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)出現(xiàn)哈希沖突的時(shí)候,會(huì)通過(guò)鏈表的形式將哈希值相同的節(jié)點(diǎn)放在同一個(gè)桶內(nèi);

四個(gè)字段:K,V,next,hash;

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final K key;
    V value;
    Entry<K,V> next;
    int hash;
    Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
        value = v;
        next = n;
        key = k;
        hash = h;
    }
    public final K getKey() {
        return key;
    }
    public final V getValue() {
        return value;
    }
    public final V setValue(V newValue) {
        V oldValue = value;
        value = newValue;
        return oldValue;
    }
    public final boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof Map.Entry))
            return false;
        Map.Entry e = (Map.Entry)o;
        Object k1 = getKey();
        Object k2 = e.getKey();
        if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
            Object v1 = getValue();
            Object v2 = e.getValue();
            if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
                return true;
        }
        return false;
    }
    public final int hashCode() {
        return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue());
    }
    public final String toString() {
        return getKey() + "=" + getValue();
    }
}

2、拉鏈法的工作原理

HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("K1", "V1");
map.put("K2", "V2");
map.put("K3", "V3");

新建一個(gè) HashMap,默認(rèn)大小為 16;

插入 <K1,V1> 鍵值對(duì),先計(jì)算 K1 的 hashCode 為 115,使用除留余數(shù)法得到所在的桶下標(biāo) 115%16=3。

插入 <K2,V2> 鍵值對(duì),先計(jì)算 K2 的 hashCode 為 118,使用除留余數(shù)法得到所在的桶下標(biāo) 118%16=6。

插入 <K3,V3> 鍵值對(duì),先計(jì)算 K3 的 hashCode 為 118,使用除留余數(shù)法得到所在的桶下標(biāo) 118%16=6,插在 <K2,V2> 前面。

應(yīng)該注意到鏈表的插入是以頭插法方式進(jìn)行的,例如上面的 <K3,V3> 不是插在 <K2,V2> 后面,而是插入在鏈表頭部。

查找需要分成兩步進(jìn)行:

計(jì)算鍵值對(duì)所在的桶;

在鏈表上順序查找,時(shí)間復(fù)雜度顯然和鏈表的長(zhǎng)度成正比

在這里插入圖片描述

3、put()方法

put方法調(diào)用

1.調(diào)用hash函數(shù)得到key的HashCode值

2.通過(guò)HashCode值與數(shù)組長(zhǎng)度-1邏輯與運(yùn)算得到一個(gè)index值

3.遍歷索引位置對(duì)應(yīng)的鏈表,如果Entry對(duì)象的hash值與hash函數(shù)得到的hash值相等,并且該Entry對(duì)象的key值與put方法傳過(guò)來(lái)的key值相等則,將該Entry對(duì)象的value值賦給一個(gè)變量,將該Entry對(duì)象的value值重新設(shè)置為put方法傳過(guò)來(lái)的value值。將舊的value返回。

4.添加Entry對(duì)象到相應(yīng)的索引位置

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    // 鍵為 null 單獨(dú)處理
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    // 確定桶下標(biāo)
    int i = indexFor(hash, table.length);
    // 先找出是否已經(jīng)存在鍵為 key 的鍵值對(duì),如果存在的話就更新這個(gè)鍵值對(duì)的值為 value
    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++;
    // 插入新鍵值對(duì)
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

HashMap 允許插入鍵為 null 的鍵值對(duì)。但是因?yàn)闊o(wú)法調(diào)用 null 的 hashCode() 方法,也就無(wú)法確定該鍵值對(duì)的桶下標(biāo),只能通過(guò)強(qiáng)制指定一個(gè)桶下標(biāo)來(lái)存放。HashMap 使用第 0 個(gè)桶存放鍵為 null 的鍵值對(duì)

private V putForNullKey(V value) {
    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;
        }
    }
    modCount++;
    addEntry(0, null, value, 0);
    return null;
}

使用鏈表的頭插法,也就是新的鍵值對(duì)插在鏈表的頭部,而不是鏈表的尾部。

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    }
    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    // 頭插法,鏈表頭部指向新的鍵值對(duì)
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    size++;
}
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
    value = v;
    next = n;
    key = k;
    hash = h;
}

4、確定桶下標(biāo)

很多操作都需要先確定一個(gè)鍵值對(duì)所在的桶下標(biāo)。如上所示代碼

int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);

4.1、確定hash值

final int hash(Object k) {
    int h = hashSeed;
    if (0 != h && k instanceof String) {
        return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
    }
    h ^= k.hashCode();
    // This function ensures that hashCodes that differ only by
    // constant multiples at each bit position have a bounded
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
public final int hashCode() {
    return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}

4.2、取模確定桶下標(biāo)

令 x = 1<<4,即 x 為 2 的 4 次方,它具有以下性質(zhì):

x   : 00010000
x-1 : 00001111

令一個(gè)數(shù) y 與 x-1 做與運(yùn)算,可以去除 y 位級(jí)表示的第 4 位以上數(shù):

y       : 10110010
x-1     : 00001111
y&(x-1) : 00000010

這個(gè)性質(zhì)和 y 對(duì) x 取模效果是一樣的:

y   : 10110010
x   : 00010000
y%x : 00000010

我們知道,位運(yùn)算的代價(jià)比求模運(yùn)算小的多,因此在進(jìn)行這種計(jì)算時(shí)用位運(yùn)算的話能帶來(lái)更高的性能。

確定桶下標(biāo)的最后一步是將 key 的 hash 值對(duì)桶個(gè)數(shù)取模:hash%capacity,如果能保證 capacity 為 2 的 n 次方,那么就可以將這個(gè)操作轉(zhuǎn)換為位運(yùn)算。

static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}

面試題目:hashmap的初始容量值為什么設(shè)置為16?

原因1、根據(jù)確定桶下標(biāo)的原理, h & (length-1),長(zhǎng)度length為2的整數(shù)次冪可以保證散列的均勻,提升效率;

原因2、因?yàn)閘ength為偶數(shù),length-1必為奇數(shù),所以h值的奇偶數(shù)決定了散列表數(shù)組落入奇數(shù)或者偶數(shù)數(shù)組內(nèi);這樣保證了散列的均勻性。而如果length為奇數(shù),那么length-1位偶數(shù),最后一位為0,根據(jù) 邏輯 & 的原則碼,最后一位肯定都是偶數(shù)0,而不可能出現(xiàn)奇數(shù)1,所以散列表只能使用一半的數(shù)組,造成很大的浪費(fèi);

5、擴(kuò)容原理

HashMap的初始容量是2的n次冪,擴(kuò)容也是2倍的形式進(jìn)行擴(kuò)容,是因?yàn)槿萘渴?的n次冪,可以使得添加的元素均勻分布在HashMap中的數(shù)組上,減少hash碰撞,避免形成鏈表的結(jié)構(gòu),使得查詢效率降低!

在這里插入圖片描述

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
transient Entry[] table;
transient int size;
int threshold;
final float loadFactor;
transient int modCount;

從下面的添加元素代碼中可以看出,當(dāng)需要擴(kuò)容時(shí),令 capacity 為原來(lái)的兩倍

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    if (size++ >= threshold)
        resize(2 * table.length);
}

擴(kuò)容使用 resize() 實(shí)現(xiàn),需要注意的是,擴(kuò)容操作同樣需要把 oldTable 的所有鍵值對(duì)重新插入 newTable 中,因此這一步是很費(fèi)時(shí)的。

多線程下擴(kuò)容會(huì)出現(xiàn)HashMap的循環(huán)鏈表情況

void resize(int newCapacity) {
    Entry[] oldTable = table;
    int oldCapacity = oldTable.length;
    if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
        threshold = Integer.MAX_VALUE;
        return;
    }
    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
    transfer(newTable);
    table = newTable;
    threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}
void transfer(Entry[] newTable) {
    Entry[] src = table;
    int newCapacity = newTable.length;
    for (int j = 0; j < src.length; j++) {
        Entry<K,V> e = src[j];
        if (e != null) {
            src[j] = null;
            do {
                Entry<K,V> next = e.next;
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                e.next = newTable[i];
                newTable[i] = e;
                e = next;
            } while (e != null);
        }
    }
}

6、擴(kuò)容-重新計(jì)算桶下標(biāo)

在進(jìn)行擴(kuò)容時(shí),需要把鍵值對(duì)重新放到對(duì)應(yīng)的桶上。HashMap 使用了一個(gè)特殊的機(jī)制,可以降低重新計(jì)算桶下標(biāo)的操作。

假設(shè)原數(shù)組長(zhǎng)度 capacity 為 16,擴(kuò)容之后 new capacity 為 32:

capacity     : 00010000
new capacity : 00100000
對(duì)于一個(gè) Key,

它的哈希值如果在第 5 位上為 0,那么取模得到的結(jié)果和之前一樣;如果為 1,那么得到的結(jié)果為原來(lái)的結(jié)果 +16。

7、計(jì)算數(shù)組容量

HashMap 構(gòu)造函數(shù)允許用戶傳入的容量不是 2 的 n 次方,因?yàn)樗梢宰詣?dòng)地將傳入的容量轉(zhuǎn)換為 2 的 n 次方。

先考慮如何求一個(gè)數(shù)的掩碼,對(duì)于 10010000,它的掩碼為 11111111,可以使用以下方法得到:

mask |= mask >> 1    11011000
mask |= mask >> 2    11111110
mask |= mask >> 4    11111111

mask+1 是大于原始數(shù)字的最小的 2 的 n 次方。

num     10010000
mask+1 100000000

以下是 HashMap 中計(jì)算數(shù)組容量的代碼:

static final int tableSizeFor(int cap) {
    int n = cap - 1;
    n |= n >>> 1;
    n |= n >>> 2;
    n |= n >>> 4;
    n |= n >>> 8;
    n |= n >>> 16;
    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

8、JDK1.8開(kāi)始,鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹(shù)

從 JDK 1.8 開(kāi)始,一個(gè)桶存儲(chǔ)的鏈表長(zhǎng)度大于 8 時(shí)會(huì)將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹(shù)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):數(shù)組+鏈表+紅黑樹(shù)

在這里插入圖片描述

get()

get方法調(diào)用

1.當(dāng)調(diào)用get方法時(shí)會(huì)調(diào)用hash函數(shù),這個(gè)hash函數(shù)會(huì)將key的hashCode值返回,返回的hashCode與Entry數(shù)組長(zhǎng)度-1進(jìn)行邏輯與運(yùn)算得到一個(gè)index值,用這個(gè)index值來(lái)確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Entry數(shù)組當(dāng)中的位置

2.通過(guò)循環(huán)來(lái)遍歷索引位置對(duì)應(yīng)的鏈表,初始值為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Entry數(shù)組當(dāng)中的位置,循環(huán)條件為Entry對(duì)象不為null,改變循環(huán)條件為Entry對(duì)象的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)

3.如果hash函數(shù)得到的hash值與Entry對(duì)象當(dāng)中key的hash值相等,并且Entry對(duì)象當(dāng)中的key值與get方法傳進(jìn)來(lái)的key值equals相同則返回該Entry對(duì)象的value值,否則返回null

在這里插入圖片描述

我們能否讓HashMap同步?

在多線程條件下,容易導(dǎo)致死循環(huán),具體表現(xiàn)為CPU使用率100%。因此多線程環(huán)境下保證 HashMap 的線程安全性,主要有如下幾種方法:

1、使用 java.util.Hashtable 類,此類是線程安全的。

2、使用 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap,此類是線程安全的。

3、使用 java.util.Collections.synchronizedMap() 方法包裝 HashMap object,得到線程安全的Map,并在此Map上進(jìn)行操作。

通過(guò)Collections.synchronizedMap()來(lái)封裝所有不安全的HashMap的方法,就連toString, hashCode都進(jìn)行了封裝. 封裝的關(guān)鍵點(diǎn)有2處

(1)使用了經(jīng)典的synchronized來(lái)進(jìn)行互斥,

(2)使用了代理模式new了一個(gè)新的類,這個(gè)類同樣實(shí)現(xiàn)了Map接口

到此這篇關(guān)于HashMap集合類的寫法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java遍歷HashMap內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

相關(guān)文章

  • WebSocket整合SSM(Spring,Struts2,Maven)的實(shí)現(xiàn)示例

    WebSocket整合SSM(Spring,Struts2,Maven)的實(shí)現(xiàn)示例

    這篇文章主要介紹了WebSocket整合SSM(Spring,Struts2,Maven)的實(shí)現(xiàn)示例,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
    2019-01-01
  • 教你從頭開(kāi)始用JAVA創(chuàng)建一個(gè)自己的簡(jiǎn)單API并實(shí)現(xiàn)第三方調(diào)用

    教你從頭開(kāi)始用JAVA創(chuàng)建一個(gè)自己的簡(jiǎn)單API并實(shí)現(xiàn)第三方調(diào)用

    在日常開(kāi)發(fā)的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)遇到需要調(diào)用別人的接口的場(chǎng)景,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于如何從頭開(kāi)始用JAVA創(chuàng)建一個(gè)自己的簡(jiǎn)單API并實(shí)現(xiàn)第三方調(diào)用的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下
    2023-12-12
  • Spring的Bean注入解析結(jié)果BeanDefinition詳解

    Spring的Bean注入解析結(jié)果BeanDefinition詳解

    這篇文章主要介紹了Spring的Bean注入解析結(jié)果BeanDefinition詳解,BeanDefinition描述了一個(gè)bean實(shí)例,擁有屬性值、構(gòu)造參數(shù)值和具體實(shí)現(xiàn)的其他信息,其是一個(gè)bean的元數(shù)據(jù),xml中配置的bean元素會(huì)被解析成BeanDefinition對(duì)象,需要的朋友可以參考下
    2023-12-12
  • IDEA安裝后找不到.vmoptions文件的問(wèn)題及解決

    IDEA安裝后找不到.vmoptions文件的問(wèn)題及解決

    這篇文章主要介紹了IDEA安裝后找不到.vmoptions文件的問(wèn)題及解決方案,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教
    2023-04-04
  • Java基礎(chǔ)之?dāng)?shù)組的初始化過(guò)程

    Java基礎(chǔ)之?dāng)?shù)組的初始化過(guò)程

    Java數(shù)組分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)初始化,靜態(tài)初始化中,程序員設(shè)定元素初始值,系統(tǒng)決定長(zhǎng)度;動(dòng)態(tài)初始化中,程序員設(shè)定長(zhǎng)度,系統(tǒng)提供初始值,數(shù)組初始化后長(zhǎng)度固定,存儲(chǔ)在堆內(nèi)存中,數(shù)組變量在棧內(nèi)存指向堆內(nèi)存數(shù)組對(duì)象,基本類型數(shù)組存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值,引用類型數(shù)組存儲(chǔ)對(duì)象引用
    2024-10-10
  • Java中@DS+@Transactional注解切換數(shù)據(jù)源失效解決方案

    Java中@DS+@Transactional注解切換數(shù)據(jù)源失效解決方案

    本文主要介紹了@DS+@Transactional注解切換數(shù)據(jù)源失效解決方案,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
    2023-06-06
  • SpringMVC九大組件之HandlerMapping詳解

    SpringMVC九大組件之HandlerMapping詳解

    這篇文章主要介紹了SpringMVC九大組件之HandlerMapping詳解,HandlerMapping 叫做處理器映射器,它的作用就是根據(jù)當(dāng)前 request 找到對(duì)應(yīng)的 Handler 和 Interceptor,然后封裝成一個(gè) HandlerExecutionChain 對(duì)象返回,需要的朋友可以參考下
    2023-09-09
  • JVM?中的?returnAddress過(guò)程詳解

    JVM?中的?returnAddress過(guò)程詳解

    JVM的畢竟是個(gè)虛擬機(jī),是一種規(guī)范,雖說(shuō)符合馮諾依曼的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)理念,但是他并不是實(shí)體計(jì)算機(jī),所以他的組成也不是什么存儲(chǔ)器,控制器,運(yùn)算 器,輸入輸出設(shè)備,本文給大家介紹JVM?中的?returnAddress,感興趣的朋友一起看看吧
    2022-04-04
  • 使用IDEA如何隱藏文件或文件夾

    使用IDEA如何隱藏文件或文件夾

    在IDE中隱藏不需要顯示的文件或文件夾,通過(guò)設(shè)置中的File Types選項(xiàng)來(lái)指定忽略特定文件或目錄,簡(jiǎn)單幾步操作即可完成,提高工作區(qū)的整潔性
    2024-10-10
  • 深入學(xué)習(xí)Java同步機(jī)制中的底層實(shí)現(xiàn)

    深入學(xué)習(xí)Java同步機(jī)制中的底層實(shí)現(xiàn)

    在多線程編程中我們會(huì)遇到很多需要使用線程同步機(jī)制去解決的并發(fā)問(wèn)題,這些同步機(jī)制是如何實(shí)現(xiàn)的呢?下面和小編來(lái)一起學(xué)習(xí)吧
    2019-05-05

最新評(píng)論

荆门市| 皋兰县| 合作市| 白城市| 龙井市| 沂水县| 林甸县| 蒲城县| 黑水县| 建平县| 镇康县| 泸西县| 田东县| 北碚区| 永平县| 荥经县| 泰安市| 连城县| 齐河县| 瑞丽市| 徐州市| 聂拉木县| 乐至县| 延庆县| 丽江市| 巴马| 连州市| 江都市| 临江市| 交城县| 甘德县| 巴中市| 岳阳县| 鄂伦春自治旗| 永泰县| 泸州市| 吴江市| 和田市| 米易县| 温州市| 富顺县|