Hashmap 的底层原理:
HashMap 在 JDK1.8 之前的实现方式 数组+链表,
但是在 JDK1.8 后对 HashMap 进行了底层优化,改为了由 数组+链表或者数值+红黑树
实现,主要的目的是提高查找效率。
1. Jdk8 数组+链表或者数组+红黑树实现,当链表中的元素超过了 8 个以后, 会
将链表转换为红黑树,当红黑树节点 小于 等于 6 时又会退化为链表。
2. 当 new HashMap():底层没有创建数组,首次调用 put()方法示时,底层创建长度
为 16 的数组,
jdk8 底层的数组是:Node[],而非 Entry[],用数组容量大小乘以加载因子得
到一个值,一旦数组中存储的元素个数超过该值就会调用 rehash 方法将数组容量增加到原
来的两倍,专业术语叫做扩容,在做扩容的时候会生成一个新的数组,原来的所有数据需要
重新计算哈希码值重新分配到新的数组,所以扩容的操作非常消耗性能.
默认的负载因子大小为 0.75,数组大小为 16。也就是说,默认情况下,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。
3. 在我们 Java 中任何对象都有 hashcode,hash 算法就是通过 hashcode 与自己进
行向右位移 16 的异或运算。这样做是为了计算出来的 hash 值足够随机,足够分散,还有
产生的数组下标足够随机,
map.put(k,v)实现原理
(1)首先将 k,v 封装到 Node 对象当中(节点)。
(2)先调用 k 的 hashCode()方法得出哈希值,并通过哈希算法转换成数组的下标。
(3)下标位置上如果没有任何元素,就把 Node 添加到这个位置上。如果说下标对应的位
置上有链表。此时,就会拿着 k 和链表上每个节点的 k 进行 equal。如果所有的 equals 方
法返回都是 false,那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个 equals 返回了
true,那么这个节点的 value 将会被覆盖。
map.get(k)实现原理
(1)、先调用 k 的 hashCode()方法得出哈希值,并通过哈希算法转换成数组的下标。
(2)、在通过数组下标快速定位到某个位置上。重点理解如果这个位置上什么都没有,则返
回 null。如果这个位置上有单向链表,那么它就会拿着参数 K 和单向链表上的每一个节点
的 K 进行 equals,如果所有 equals 方法都返回 false,则 get 方法返回 null。如果其中一
个节点的 K 和参数 K 进行 equals 返回 true,那么此时该节点的 value 就是我们要找的 value
了,get 方法最终返回这个要找的 value。
4. Hash 冲突
不同的对象算出来的数组下标是相同的这样就会产生 hash 冲突,当单线链表达到一定长度
后效率会非常低。
5. 在链表长度大于 8 的时候,将链表就会变成红黑树,提高查询的效率。