<Java八股文面试>HashMap深度解析 , 一文让你彻底搞懂HashMap(三)

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简介: <Java八股文面试>HashMap深度解析 , 一文让你彻底搞懂HashMap

4.6.2 1.7 与 1.8 的区别


链表插入节点时,1.7 是头插法,1.8 是尾插法


1.7 是大于等于阈值且没有空位时才扩容,而 1.8 是大于阈值就扩容 =>(1.7如果 个数 >= 阈值,并且加入元素时对应下标有元素,才扩容.这俩条件都需要满足.)


1.8 在扩容计算 Node 索引时,会优化 (即位与运算)


以上由于过程比较简单,不再进行图解演示.


**问题:**当加入元素扩容时.是先加入元素到旧数组后再进行扩容,还是先扩容再把元素加入新数组呢?


先把元素加入到旧数组,扩容,再迁移元素.


9acb93e0921208c0f45bc7c81702e321.png


4.6.3 扩容(加载)因子为何默认是 0.75f


在空间占用与查询时间之间取得较好的权衡

大于这个值,空间节省了,但链表就会比较长影响性能 (比如取1)

小于这个值,冲突减少了,但扩容就会更频繁,空间占用也更多 (比如取0.2)


4.7 并发问题


数据错乱(1.7,1.8 都会存在)

代码演示


public class HashMapMissData {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            map.put("a", new Object()); // 97  => 1
        }, "t1");
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            map.put("1", new Object()); // 49 => 1
        }, "t2");
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(map);
    }
}


运行结果分析

a1d6d4a04ba9983259b116b370147b5c.png


  1. 扩容死链(1.7 会存在)

1.7 源码如下:

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {
        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next;
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}

单线程环境下数据的迁移:


8bf8c055bbb501d208a95e53956d6f80.png


多线程环境下数据的迁移:


e 和 next 都是局部变量,用来指向当前节点和下一个节点

线程1(绿色)的临时变量 e 和 next 刚引用了这俩节点,还未来得及移动节点,发生了线程切换,由线程2(蓝色)完成扩容和迁移


7b53a38b9be301d3e17891472ab3eb8c.png


线程2 扩容完成,由于头插法,链表顺序颠倒。但线程1 的临时变量 e 和 next 还引用了这俩节点,还要再来一遍迁移


e0414a66da66b4f394017b3c422007e3.png


第一次循环

循环接着线程切换前运行,注意此时 e 指向的是节点 a,next 指向的是节点 b

e 头插 a 节点,注意图中画了两份 a 节点,但事实上只有一个(为了不让箭头特别乱画了两份)

当循环结束是 e 会指向 next 也就是 b 节点


b713574d18f1ba9ed47846066394d815.png


第二次循环

next 指向了节点 a

e 头插节点 b

当循环结束时,e 指向 next 也就是节点 a


19d83c897e4bd9a0ef935c8f910b6eef.png


第三次循环

next 指向了 null

e 头插节点 a,a 的 next 指向了 b(之前 a.next 一直是 null),b 的 next 指向 a,死链已成

当循环结束时,e 指向 next 也就是 null,因此第四次循环时会正常退出


980bb5a587cbd807fe462c22557a3624.png


4.8 key 的设计


4.8.1 key 的设计要求


HashMap 的 key 可以为 null,但 Map 的其他实现则不然 (比如TreeMap, HashTable. ConcurrentHashMap, 如果为Null,则报空指针)

作为 key 的对象,必须实现 hashCode 和 equals,并且 key 的内容不能修改(不可变)

解释:实现hashCode是为了让其具有更好的分布性,equals是为了当hash值相同时用equals判断是否为同一个对象.

key 的 hashCode 应该有良好的散列性

如果 key 可变,例如修改了 age 会导致再次查询时查询不到

public class HashMapMutableKey {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student, Object> map = new HashMap<>();
        Student stu = new Student("张三", 18);
        map.put(stu, new Object());
        System.out.println(map.get(stu));
        stu.age = 19;//修改key
        System.out.println(map.get(stu));
    }
    static class Student {
        String name;
        int age;
        public Student(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
            Student student = (Student) o;
            return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
        }
        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(name, age);
        }
    }
}

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