Java中的HashMap浅析
作者:网络转载 发布时间:[ 2014/7/21 10:49:25 ] 推荐标签:软件开发 java
这个阈值是数组长度和加载因子的乘积,这东西有什么用呢,假设都按照默认情况来看,默认构造方法构造出来的hashmap长度为16,底层数组长度也为16,而阈值
threshold长度为12,因为默认加载因子是0.75。也是说当箱map中存放12个元素是,map的结构没什么变化,但是当存储第13个的时候,table需要扩容了,扩大为原来的2倍。这时候是什么结局呢,如果加载因子是1,那么map中存放16个的时候他是不会扩容的,table.length = 16,而为0.75的时候存放16个数据的时候table.length = 32。那么同样是存放16个数据,分别在长度为16的数组和32的数组中存放,出现冲突的几率一般来说16的数组要大一些,那为什么会大一些呢,因为某个数据存放进入数组的位置是根据
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
这两个方法算出来的,其中包括table.length,换句话说,位置i跟hash和table.length是相关的,也是说位置i与table.length是联动的,换个角度,存放的16个数据假设是固定的,而得出hashCode的算法也是固定的,那么位置i只跟length的大小有关联了,一般来说length越大,数据的冲突几率低一些,在map.getValue(key)的时候需要在链表中比较的次数少一些,性能高一些。这是Java中hashmap的性能因素,一般来说加载因子factor大,同样个数的数据所占用空间越小,table.length越小,冲突几率越大,反之空间利用率低,性能高,类比一下,比如你地上放了10个碗,你手里面握了10颗大米,你撒下去,前提是必须10颗米都要撒进碗里,你是不是会发现有些碗里面装了两颗三颗,而有些碗是空的,接下来,你在地上摆20个碗,还是撒10颗米下去,依然是所有的米都要进碗,依然还是会出现有些晚是空的,有些是一颗两颗三颗这种现象,但是很明显一般来讲20个碗的时候每个碗里面装不止一颗的情况要比10个碗的情况要少,当然也不一定完全是这样,但是一般来说是这样,这是hash算法,如果设计的好的情况下我们希望每个碗里面都多放一颗进去,但是这种情况比较少见,但不管怎么说,按照普遍情况来看,20个碗的装多颗的情况是比10个碗装多颗的情况要少一点。从数据结构的角度来说叫做用空间换时间的策略,以空间换时间何止hash算法,双向链表也是用空间换时间的策略。至于说为什么默认是0.75,我估计这个是前辈们和科学家们总结出来的一个这种的办法,空间利用率比较不错的同时性能比较令人接受吧。
顺便说一下啊,当我们不断的往一个hashmap里面添加数据的时候,如果超过某个阈值,他会扩容,扩容的同时会让之前的所有元素重新生成地址,并且把原来的数组里面的数据迁移到新的数组中(新的数组容量是原来的两倍长度)。顺便说下,这个数据迁移其实对性能损耗还是相当大的,毕竟你是要复制数组,同时要重新构建每个元素的在table中的位置,因此我们可以在使用hashMap之前大概的估算一下这个hashMap里面大概会存多少个元素,这样可以在new hashmap的时候给定他的容量,这样数据迁移的次数相对少一些,性能更好一点。
接下来从JDK的源码来看看HashMap。
1.构造出一个空的HashMap。默认长度16,底层Entry数组也是16的默认长度。默认加载因子default_factor为0.75。阈值16*0.75=12。key和value都存在与Entry这个类型里面。
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
init();
}
2.调用put方法。
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public V put(K key, V value) { if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key.hashCode()); 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; } } |
首先是判断key是否为空,如果为空,那么调用下面这个方法,这个方法说明,HashMap的null的key始终是存放在table的table[0]位置的,不管table[0]位置有没有冲突都是这样。
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private V putForNullKey(V value) { for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) { if (e.key == null) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(0, null, value, 0); return null; } |
如果不为空,那么继续,这里,如果算出来的位置i出已经有元素了,说明冲突了,那么遍历冲突链表,如果发现key相等,那么直接用新的value替换掉的value并且返回旧的value。这里只判断相等的情况而不判断不相等的情况,也是这里不做添加操作。
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int hash = hash(key.hashCode()); 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; } } |

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