最近工作不是太忙,準備再讀讀一些原始碼,想來想去,還是先從jdk的原始碼讀起吧,畢竟很久不去讀了,很多東西都生疏了。當然,還是先從炙手可熱的hashmap,每次讀都會有一些收穫。當然,jdk8對hashmap有一次優化
我們首先看到的,應該是它的一些基本引數,這對於我們了解hashmap有一定的作用。他們分別是:
引數說明
capacity
容量,預設為16,最大為2^30
loadfactor
載入因子,預設0.75
threshold
resize的閾值,capacity * loadfactor,元素數量達到這個值後就必須擴容
treeify_threshold
紅黑樹的閾值,陣列中的某個節點下掛的節點數大於這個值之後,節點的資料結構就會從鍊錶變為紅黑樹
我們知道,hashmap底層是通過陣列+鍊錶來實現的。具體的圖網上有很多,我們主要看看幾個重要的方法。
他的構造方法,最本質的構造方法是:
public
hashmap
(int initialcapacity,
float loadfactor)
前面幾行就是做一些基本的檢查,我們看到,hashmap的最大容量是maximum_capacity,也就是2^30,我們日常使用時可能達不到這樣的容量,但是如果真的需要在map儲存這麼多的資料,還是建議存在其他的地方吧。當然,最後一行中時為了計算下一次resize的容量閾值,也就是計算出下一次resize的threshold。
這個方法較簡單,直接返回的是乙個size的值,這個引數的含義就是當前map中儲存的kv對的數量,而不是整個map的容量。
public
intsize()
這個方法是hashmap中比較重要的乙個方法,我們仔細分析一下。
首先,方法的入口是這個,也就是我們經常使用的就是這個方法:
public v put
(k key, v value)
我們主要看的,就是put的整個過程。
首先就是對我們傳入的key,進行hash計算。
static
final
inthash
(object key)
從這個方法,我們可以看到,hashmap的key是可以為null的,如果是null的話,那麼我們的hash方法返回的hash值是0。
如果key不是null,那麼呼叫的是hashmap本身的hashcode方法,也就是我們的bean中自定義的hashcode()。不要以為這樣就結束了。我們一般來說,乙個key的hash值的範圍也就是int的範圍(從-2147483648到2147483648),但是hashmap的容量是有限的,必須把hash值能夠分散到hashmap的陣列中去。hashmap為了key在陣列中更加分散,還會進行一次計算,也就是我們看到的第二行的方法。具體這塊是如何分配均勻的,可以參考這篇文章。
這個方法就是將kv放到對應的桶中。這個方法的過程,比較清晰。
final v putval
(int hash, k key, v value,
boolean onlyifabsent,
boolean evict)
if(e.hash == hash &&
((k = e.key)
== key ||
(key != null && key.
equals
(k))))
break
; p = e;}}
//如果當前陣列中存在相同的kv,那麼根據是否替換來判斷,如果不替換,那麼就不替換
if(e != null)
}++modcount;if(
++size > threshold)
//如果空間需要進行擴容,那麼進行resize操作
resize()
;afternodeinsertion
(evict)
;return null;
}
至此,putval的方法過程基本上清楚了,但是裡面有個非常重要的方法,就是resize,我們下面就進入resize方法,看看到底是如何擴容的。
這個過程是hashmap擴容的過程,也是需要重點理解的一塊。
我們首先看下第一部分。
node
oldtab = table;
int oldcap =
(oldtab == null)?0
: oldtab.length;
int oldthr = threshold;
int newcap, newthr =0;
if(oldcap >0)
//如果oldcap*2小於最大容量,並且oldcap>=16,擴容為2倍,擴容閾值也*2
elseif(
(newcap = oldcap <<1)
< maximum_capacity &&
oldcap >= default_initial_capacity)
newthr = oldthr <<1;
}else
if(oldthr >0)
// initial capacity was placed in threshold
newcap = oldthr;
else
if(newthr ==0)
threshold = newthr;
這個過程,主要是確定新的容量和擴容閾值。
if
(oldtab != null)
else
}while
((e = next)
!= null);if
(lotail != null)
if(hitail != null)}}
}}
我們需要知道,座標點的計算方法是e.hash & (cap-1)。
沒有進行擴容時,假設原來的cap=16,也就是預設值,擴容後容量為32。對於hash值為5(二進位制為0000 0101)和21(二進位制為0001 0101)的元素來講,計算座標,也就是和15(二進位制為0000 1111)計算後的座標點都是5,會落到同乙個鍊錶中。
但是擴容後,需要求與的變成了31(二進位制為0001 1111),算出來的座標點分別為5和21,第二個座標點增加了oldcap的長度。
此時再看e.hash & oldcap的計算結果,也就是將5和21和16(二進位制為0001 0000)求與,得到的結果分別是0和16(!=0)。可以看到,當e.hash & oldcap得到0時,座標不需要進行變動,也就是不需要在陣列中的位置不需要移動。如果結果不為0,需要在原來座標的位置,增加oldcap。
這裡的lo和hi也就是兩個鍊錶,表示的是低位和高位的兩條鍊錶。
我們都知道,hashmap不是執行緒安全的。這塊主要體現在兩塊:
這兩塊都沒有加鎖,所以可能會導致多執行緒執行時,出現資料被覆蓋的問題。
這個問題主要出現在resize的過程中,多執行緒都探測到需要resize時,將鍊錶元素rehash過程中,可能會導致死迴圈。這個問題參考這篇文章。
至此,原始碼分析基本結束,我們還可以思考,為什麼cap必須是2的冪次,我們應該如何正確的初始化hashmap等。
HashMap原始碼分析
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public v put k key,v value if key null return putfornullkey value int hash hash key int i indexfor hash,table.length for entrye table i e null e e.nex...