从源码中分析HashMap的get跟put方法

话不多说直接上代码

put

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }


final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

#get

public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }

        final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

问题所在

对于2个方法的逻辑看的不是很懂虽然大概知道,先通过hash去找,如果找不到一样的hash就新建Entry,如果找到一样的判断key是否也相等,如果相等则覆盖value,如果不想等说明是key不相同但是hash相同,那么生成Entry赋值给父的next。本人的逻辑理解是这样的,但是对源码还是看不懂。
1. ,put方法中

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }

这段逻辑不是很懂。

2.get方法中

if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);

这一段不是很理解,求解释。越详细越好。在写笔记看到这里突然卡住了,求支招。哈哈哈。

4个回答

  1. if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
    1. n = (tab = resize()).length;
    2. if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    3. tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    4. else {
    5. Node e; K k;
    6. if (p.hash == hash &&
    7. ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
    8. e = p;
    9. else if (p instanceof TreeNode)
    10. e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
    11. else {
    12. for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
    13. if ((e = p.next) == null) {
    14. p.next = newNode(hash, key, value, null);
    15. if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
    16. treeifyBin(tab, hash);
    17. break;
    18. }
    19. if (e.hash == hash &&
    20. ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
    21. break;
    22. p = e;
    23. }
    24. } 解读这一段源码:
  2. java1.8中,map的结构是由Node[] + 链表组成的,和之前的主要区别是,链表部分,当超过8个元素会转成TreeNode对象,由TreeBin封装,也就是链表转换为树形结构便于存储和查找。不是线程安全类,但是如果多线程操作会报出ConCurrentxxxException。

下面按行数来说:
1. 如果当前Node[] 为null 或者 Node数组元素个数为0 执行下面一行代码(省略大括号)
2. resize() 方法返回一个扩容后的Node[],扩容的机制为所需容量的两倍,是原有的1.5倍,这个计算是由负载因子 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 来决定的(具体的可以看一下resize()方法,如果有困难我们再讨论一次)。 Node数组元素个数n 赋值为扩容后的长度。
4. 「 (n - 1) & hash] 」定位数组下标位置的经典算法,你可以自己写一个main方法来做几个实验。n=16的话,计算结果肯定在0~15之间。p为计算后取到的一个Node节点 判断是否为null (if else 省略大括号)
5. 如果上述判断为true,那么当前节点赋值为一个新建节点 newNode(x,x,x,x); 这个不用说吧。也是一个经典数据结构。
6. 如果4 中判断结果为false,证明当前下标为i的位置存在节点,那么进行下列操作。
7、8、9. 如果当前node节点的hash 和 节点中key属性值 双等或值等(也就是进行新旧值替换),则将当前节点赋值给e。
10、11. 如果当前节点为TreeNode节点,则将当前操作元素添加到TreeNode[]中(图中,单独的hash,key,value都是当前操作元素的值)。
12. 如果上述都不成立,直接执行下列代码(到这步的意思是,不会是覆盖操作,当前节点也不是treeNode,只能是将当前节点拼接在列表末端)。
13-23. 这是一个看似无限循环的算法,这有几个退出点,按顺序来,第一个break,代表找到了列表末端,把当前元素添加到末端即可。第二个break,是找到新旧值覆盖的元素,进行替换。

14行为常规列表遍历。
15行为如果找到最后一个元素了,直接新建元素,将最后一个元素与新元素逻辑关联。
16行 判断当前个数,是否大于或者等于7,如果是,则将列表转化为TreeBin包装类,其实列表转树的界限是8,但是数组下标是从0开始,所以是TREEIFY_THRESHOLD - 1。
17行就是转化方法了。

用有道笔记纯手打!

qq_27156775
私奔Sven 到了第8个,不是让链表过长,这部分是jdk8做的优化,增快查询效率等。其他理解没问题。记住一点,他初始化的size不是16,而是0,也就是{},当有写操作的时候才会赋值16(也就是1<<4),这个你可以看源码来理解。
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc 回复私奔Sven: 看了下,我说下我的理解,1:如果数组为空直接赋值 2:如果hash跟key都一样覆盖 3:如果hash值一样key不一样,创建链表。到了第8个的时候由于不让链表过长。就以树的形势存储数据,
接近 2 年之前 回复
qq_27156775
私奔Sven 这些都是经典,以jdk8为主,7也要看,因为你要知道它什么这么优化和怎么优化的。
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc 回复qq_27156775: 晚上我回去看一下1.8源码,再回复你,还有问下,看源码建议看1.7还是1.8?
接近 2 年之前 回复
qq_27156775
私奔Sven 首先你要知道,jdk8之后,hashmap中,数据结构是Node[]+(链表|树),Node[]肯定是不会改变的了,那什么时候用链表,什么时候是树呢?他们有个临界点,8,这个数字我在回答里也说过,你在源码里也能找到。知道这个8了,我们看下怎么转化的,首先,数组中的一个元素,他是从链表就够开始构造的,也就是说,你连续put相同的(lenght-1)&hash的值,当个数小于8的时候,用的都是链表,也是就是node.next=new Node()形式,当个数大于等8的时候,将链表转化为TreeNode形式,p instenceof NodeTree 就是用来判断,让数组元素,是链表还是树,如果返回时true,那么,当前元素下的结构已经是树,就用树的方式将当前操作的对象加入到树中,反之还是链表,将当前操作的对象,加入到链表末尾,加入完成之后,判断是否需要转化为树结构,判断条件是什么呢,就是那个8.
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc 还是不是很理解TreeNode 这玩意,我目前的理解是newNode为增加一个链表数据或者节点,10.11.12行代码 还不是很理解
接近 2 年之前 回复
qq_27156775
私奔Sven 对的,jdk8还优化了扩容相关的。
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc 回复qq_27156775: 这是jdk1.8新加的?我看1.7都是Entry链表形式的
接近 2 年之前 回复
qq_27156775
私奔Sven 回复StackTc: 我提到过,当链表的size大于8.下标大于等于7的时候就要转换为TreeNode对象进行存储,在map中,它托管给了TreeBin,所以‘p instanceof TreeNode’ 这个就是判断,数组中的这个元素,是链表还是TreeNode存储,或者说结构。如果是TreeNode,直接采用putTreeVal()方法将当前操作的对象插入。有不懂的可以继续问,有错误,欢迎提出
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc else if (p instanceof TreeNode) 这句话可以分析一波吗
接近 2 年之前 回复
qq_27156775
私奔Sven 如有不对,欢迎指出~
接近 2 年之前 回复

还有问下,为什么别人的博客里面写的源码,跟我本地看的不一样,它的简单,我的好复杂。

StackTc
StackTc 回复whb3299065: 好像是的 我mac装的1.8,但是 还是需要去理解。不能说难,就退
接近 2 年之前 回复
whb3299065
whb3299065 可能是版本问题吧,我记得1.8的Map变化挺大
接近 2 年之前 回复

还有哈希表 为什么比数据查找速度快

StackTc
StackTc 回复whb3299065: 谢谢
接近 2 年之前 回复
whb3299065
whb3299065 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)看这句其中i = (n - 1) & hash ,就是计算到哈希值对应的位置,可以看到,它并没有对表结构进行遍历,而是通过计算可以直接得到位置在,只有在该位置被其他元素占用后才会遍历查找,效率是O(1)-O(N)之间,大部分都可以在O(1)的复杂度内找到
接近 2 年之前 回复

首先你要知道HashMap最基本的原理,就是把要存储的所有键做Hash,映射到一个数组中去。

但是有可能两个甚至更多的键映射到了同一个位置,因此HashMap需要解决的最核心的问题就来了,就是“哈希冲突”。

jdk7及以前的做法比较简单,如果出现哈希冲突,就在出现冲突的数组位置上创建一个链表,存储所有冲突的对象。这样的问题是,如果冲突的对象很多,那么这个链表会很长,会导致HashMap的性能大大下降。

因此在jdk8发布的时候做了一个优化,在冲突较少的时候依然使用链表,冲突较多的时候,就把链表转换成一棵红黑树。

这也就是你在看代码的时候看到的Node(链表节点)和TreeNode(红黑树节点)。

yizishou
yizishou 回复StackTc: 恩,他说的更具体
接近 2 年之前 回复
StackTc
StackTc 感谢,你说的很正确,但是我还是打算把分给楼上。
接近 2 年之前 回复
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我之前里的文章,写的大部分都是与计算机基础知识相关的,这些基础知识,就像我们的内功,如果在未来想要走的更远,这些内功是必须要修炼的。框架千变万化,而这些通用的底层知识,却是几乎不变的,了解了这些知识,可以帮助我们更快着学习一门知识,更加懂得计算机的运行机制。当然,在面试中也经常会被问到,特别是对于应届生,对于春秋招,也可以看看我前阵子写过的文章历经两个月,我的秋招之路结束了!。也有读者经常问的计算...
程序员必须掌握的核心算法有哪些?
由于我之前一直强调数据结构以及算法学习的重要性,所以就有一些读者经常问我,数据结构与算法应该要学习到哪个程度呢?,说实话,这个问题我不知道要怎么回答你,主要取决于你想学习到哪些程度,不过针对这个问题,我稍微总结一下我学过的算法知识点,以及我觉得值得学习的算法。这些算法与数据结构的学习大多数是零散的,并没有一本把他们全部覆盖的书籍。下面是我觉得值得学习的一些算法以及数据结构,当然,我也会整理一些看过...
SQL基本语法入门 看这里就够了
SQL执行顺序 第一步:执行FROM 第二步:WHERE条件过滤 第三步:GROUP BY 分组 第四步:执行SELECT 投影列 第五步:HAVING条件过滤 第六步:执行ORDER BY排序 一、创建、删除库 -- 创建新数据库 CREATE DATABASE 数据库名; -- 删除数据库 DROP DATABASE 数据库名; 二、增加 1、添加列名、设置主键、设...
高并发技术
高并发技术 第一章 预备知识一 理解大数据二 网工基础知识OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层功能分层总结第二章 LVS技术一 LVS介绍二 LVS调度算法LVS命令监控多个端口号管理服务集群中的Real Serever(RS)三. LVS-DR实现LVS-DR实验拓扑图实现步骤第三章 Keepalived一 高可用 High Available二 模拟实验配置第四章...
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