java HashMap内部实现原理详解

2024-09-28 01:38:20

详解HashMap内部实现原理

内部数据结构

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final K key;
    V value;
    Entry<K,V> next;
    int hash;

从上面的数据结构定义可以看出，HashMap存元素的是一组键值对的链表，以什么形式存储呢

transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;

可以看出，是以数组形式储存，好的，现在我们知道，HashMap是以数组形式存储，每个数组里面是一个键值对，这个键值对还可以链接到下个键值对。如下图所示:

hashmap的添加

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
      inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
      return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    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;
  }

这里可以看出，hashmap的添加，首先根据一个entry的hash属性去查找相应的table元素i，然后看这个位置是否有元素存在，如果没有，直接放入，如果有，遍历此次链表，加到表尾

删除

final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
    if (size == 0) {
      return null;
    }
    int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    Entry<K,V> prev = table[i];
    Entry<K,V> e = prev;

    while (e != null) {
      Entry<K,V> next = e.next;
      Object k;
      if (e.hash == hash &&
        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
        modCount++;
        size--;
        if (prev == e)
          table[i] = next;
        else
          prev.next = next;
        e.recordRemoval(this);
        return e;
      }
      prev = e;
      e = next;
    }

    return e;
  }

删除的话，还是先根据hash在table数组中查找，然后再根据equals在链表中进行查找，这个也是为什么hashmap和hashset等以hash方式进行存储的数据结构要求实现两个方法hashcode和equalsd的原因

学过hash的人都知道，hash表的性能和hash冲突的发生次数有很大关系，但有不能申请过长的table表浪费空间，所以这里有了我们的resize函数

扩容机制

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, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
    table = newTable;
    threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
  }

这个方法会在put的时候调用,上面put的时候先调用 addEntry(hash, key, value, i);方法，然后看addEntry方法

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);
  }

上面可以看出那么 HashMap 当 HashMap 中的元素个数超过数组大小 *loadFactor 时，就会进行数组扩容，loadFactor 的默认值为 0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小为 16，那么当 HashMap 中元素个数超过 16*0.75=12 的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知 HashMap 中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高 HashMap 的性能。

感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！

java HashMap扩容详解及实例代码

HashMap扩容前言: HashMap的size大于等于(容量*加载因子)的时候,会触发扩容的操作,这个是个代价不小的操作. 为什么要扩容呢?HashMap默认的容量是16,随着元素不断添加到HashMap里,出现hash冲突的机率就更高,那每个桶对应的链表就会更长, 这样会影响查询的性能,因为每次都需要遍历链表,比较对象是否相等,一直到找到元素为止. 为了提升查询性能,只能扩容,减少hash冲突,让元素的key尽量均匀的分布. 扩容基本点加载因子默认值是0.75 static final
Java Map 按Key排序实例代码

Java Map 按Key排序有时候我们业务上需要对map里面的值按照key的大小来进行排序的时候我们就可以利用如下方法来进行排序了, package test; import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.Comparator; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.List; impo
java 中HashMap实现原理深入理解

1. HashMap的数据结构数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端. 数组数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大.但数组的二分查找时间复杂度小,为O(1):数组的特点是:寻址容易,插入和删除困难: 链表链表存储区间离散,占用内存比较宽松,故空间复杂度很小,但时间复杂度很大,达O(N).链表的特点是:寻址困难,插入和删除容易. 哈希表那么我们能不能综合两者的特性,做出一种寻址容易,插入删除也容易的数据结构?答案是肯定的,这就是我们要提
Java Map简介_动力节点Java学院整理

Map简介将键映射到值的对象.一个映射不能包含重复的键:每个键最多只能映射到一个值.此接口取代 Dictionary 类,后者完全是一个抽象类,而不是一个接口. Map 接口提供三种collection 视图,允许以键集.值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容.映射顺序定义为迭代器在映射的 collection 视图上返回其元素的顺序.某些映射实现可明确保证其顺序,如 TreeMap 类:另一些映射实现则不保证顺序,如HashMap 类. 注:将可变对象用作映射键时必须格外小心.当对
Java Base64位编码与String字符串的相互转换,Base64与Bitmap的相互转换实例代码

首先是网上大神给的类 package com.duanlian.daimengmusic.utils; public final class Base64Util { private static final int BASELENGTH = 128; private static final int LOOKUPLENGTH = 64; private static final int TWENTYFOURBITGROUP = 24; private static final int EIGH
java中 Set与Map排序输出到Writer详解及实例

java中 Set与Map排序输出到Writer详解及实例一般来说java.util.Set,java.util.Map输出的内容的顺序并不是按key的顺序排列的,但是java.util.TreeMap,java.util.TreeSet的实现却可以让Map/Set中元素内容以key的顺序排序,所以利用这个特性,可以将Map/Set转为TreeMap,TreeSet然后实现排序输出. 以下是实现的代码片段: /** * 对{@link Map}中元素以key排序后,每行以{key}={val
java Map转Object与Object转Map实现代码

java Map转Object与 Object转Map 1.定义一个实体类: package reflect; public class User { private String name; private int age; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } publ
详解Java中list,set,map的遍历与增强for循环

详解Java中list,set,map的遍历与增强for循环 Java集合类可分为三大块,分别是从Collection接口延伸出的List.Set和以键值对形式作存储的Map类型集合. 关于增强for循环,需要注意的是,使用增强for循环无法访问数组下标值,对于集合的遍历其内部采用的也是Iterator的相关方法.如果只做简单遍历读取,增强for循环确实减轻不少的代码量. 集合概念: 1.作用:用于存放对象 2.相当于一个容器,里面包含着一组对象,其中的每个对象作为集合的一个元素出现 3.jav
java HashMap内部实现原理详解

详解HashMap内部实现原理内部数据结构 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final K key; V value; Entry<K,V> next; int hash; 从上面的数据结构定义可以看出,HashMap存元素的是一组键值对的链表,以什么形式存储呢 transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABL
java HashMap 的工作原理详解

HashMap的工作原理是近年来常见的Java面试题.几乎每个Java程序员都知道HashMap,都知道哪里要用HashMap,知道Hashtable和HashMap之间的区别,那么为何这道面试题如此特殊呢?是因为这道题考察的深度很深.这题经常出现在高级或中高级面试中.投资银行更喜欢问这个问题,甚至会要求你实现HashMap来考察你的编程能力.ConcurrentHashMap和其它同步集合的引入让这道题变得更加复杂.让我们开始探索的旅程吧! 先来些简单的问题 "你用过HashMap吗?&quo
Java中synchronized实现原理详解

记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字"同步",也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药.但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它. 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么
HashMap底层实现原理详解

一.快速入门示例:有一定基础的小伙伴们可以选择性的跳过该步骤 HashMap是Java程序员使用频率最高的用于映射键值对(key和value)处理的数据类型.随着JDK版本的跟新,JDK1.8对HashMap底层的实现进行了优化,列入引入红黑树的数据结构和扩容的优化等.本文结合JDK1.7和JDK1.8的区别,深入探讨HashMap的数据结构实现和功能原理. Java为数据结构中的映射定义了一个接口java.uti.Map,此接口主要有四个常用的实现类,分别是HashMap,LinkedHas
Java静态static关键字原理详解

这篇文章主要介绍了Java静态static关键字原理详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 static关键字既可以修饰成员变量,也可以修改成员方法,修饰的成员变量和成员方法可以直接通过类名调用,也可以通过对象调用(其实即使是通过对象调用,也会被翻译成类名调用),建议通过类名调用. 成员方法用static修饰后,就成为了静态方法,静态方法不属于对象,而是属于类. 注意事项: 1.静态方法中不能使用this,因为this指的是当前对象
Java多线程线程状态原理详解

这篇文章主要介绍了Java多线程线程状态原理详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 java.lang.Thread.State枚举定义了6种线程状态. NEW: 尚未启动(start)的线程的线程状态 RUNNABLE: 运行状态,但线程可能正在JVM中执行,也可能在等待CPU调度 BLOCKED: 线程阻塞,等待监视器锁以进入同步代码块/方法 WAITING: 等待状态.使用以下不带超时的方式时会进入:Object.wait.
Java接口和抽象类原理详解

这篇文章主要介绍了Java接口和抽象类原理详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下对于面向对象编程来说,抽象是它的一大特征之一.在Java中,可以通过两种形式来体现OOP的抽象:接口和抽象类.这两者有太多相似的地方,又有太多不同的地方.很多人在初学的时候会以为它们可以随意互换使用,但是实际则不然.今天我们就一起来学习一下Java中的接口和抽象类.下面是本文的目录大纲: 一.抽象类在了解抽象类之前,先来了解一下抽象方法.抽象方法是一
Java钩子方法概念原理详解

这篇文章主要介绍了Java钩子方法概念原理详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下钩子方法源于设计模式中模板方法(Template Method)模式,模板方法模式的概念为:在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中.模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤.其主要分为两大类:模版方法和基本方法,而基本方法又分为:抽象方法(Abstract Method),具体方法(Concrete Me
Java String 拼接字符串原理详解

首先来一道思考题: String str1 = "111111"; String str2 = "222222"; String str = str1 + str2; System.out.println(str); 很明确,上述代码输出的结果是:"111111222222",但是它工作原理是怎样的呢? 由于字符串拼接太常用了,java才支持可以直接用+号对两个字符串进行拼接.**其真正实现的原理是中间通过建立临时的StringBuilder对象
Java SpringBoot自动装配原理详解及源码注释

目录一.pom.xml文件 1.父依赖 2.启动器: 二.主程序: 剖析源码注解: 三.结论: 一.pom.xml文件 1.父依赖主要是依赖一个父项目,管理项目的资源过滤以及插件! 资源过滤已经配置好了,无需再自己配置在pom.xml中有个父依赖:spring-boot-dependencies是SpringBoot的版本控制中心! 因为有这些版本仓库,我们在写或者引入一些springboot依赖的时候,不需要指定版本! 2.启动器: 启动器也就是Springboot的启动场景; 比如sp

java HashMap内部实现原理详解

相关推荐

随机推荐