转自:

Java HashSet和HashMap源码剖析

总体介绍

之所以把HashSetHashMap放在一起讲解,是因为二者在Java里有着相同的实现,前者仅仅是对后者做了一层包装,也就是说HashSet里面有一个HashMap(适配器模式)。因此本文将重点分析HashMap

HashMap实现了Map接口,允许放入null元素,除该类未实现同步外,其余跟Hashtable大致相同,跟TreeMap不同,该容器不保证元素顺序,根据需要该容器可能会对元素重新哈希,元素的顺序也会被重新打散,因此不同时间迭代同一个HashMap的顺序可能会不同。
根据对冲突的处理方式不同,哈希表有两种实现方式,一种开放地址方式(Open addressing),另一种是冲突链表方式(Separate chaining with linked lists)。JavaHashMap采用的是冲突链表方式

从上图容易看出,如果选择合适的哈希函数,put()get()方法可以在常数时间内完成。但在对HashMap进行迭代时,需要遍历整个table以及后面跟的冲突链表。因此对于迭代比较频繁的场景,不宜将HashMap的初始大小设的过大。

有两个参数可以影响HashMap的性能:初始容量(inital capacity)和负载系数(load factor)。初始容量指定了初始table的大小,负载系数用来指定自动扩容的临界值。当entry的数量超过capacity*load_factor时,容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景,将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

方法剖析

get()

get(Object key)方法根据指定的key值返回对应的value,该方法调用了getEntry(Object key)得到相应的entry,然后返回entry.getValue()。因此getEntry()是算法的核心。
算法思想是首先通过hash()函数得到对应bucket的下标,然后依次遍历冲突链表,通过key.equals(k)方法来判断是否是要找的那个entry

上图中hash(k)&(table.length-1)等价于hash(k)%table.length,原因是HashMap要求table.length必须是2的指数,因此table.length-1就是二进制低位全是1,跟hash(k)相与会将哈希值的高位全抹掉,剩下的就是余数了。

//getEntry()方法
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
......
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
for (Entry<K,V> e = table[hash&(table.length-1)];//得到冲突链表
e != null; e = e.next) {//依次遍历冲突链表中的每个entry
Object k;
//依据equals()方法判断是否相等
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
}
return null;
}

put()

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找,看是否包含该元组,如果已经包含则直接返回,查找过程类似于getEntry()方法;如果没有找到,则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry,插入方式为头插法

//addEntry()
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);//自动扩容,并重新哈希
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = hash & (table.length-1);//hash%table.length
}
//在冲突链表头部插入新的entry
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}

remove()

remove(Object key)的作用是删除key值对应的entry,该方法的具体逻辑是在removeEntryForKey(Object key)里实现的。removeEntryForKey()方法会首先找到key值对应的entry,然后删除该entry(修改链表的相应指针)。查找过程跟getEntry()过程类似。

//removeEntryForKey()
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
......
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);//hash&(table.length-1)
Entry<K,V> prev = table[i];//得到冲突链表
Entry<K,V> e = prev;
while (e != null) {//遍历冲突链表
Entry<K,V> next = e.next;
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {//找到要删除的entry
modCount++; size--;
if (prev == e) table[i] = next;//删除的是冲突链表的第一个entry
else prev.next = next;
return e;
}
prev = e; e = next;
}
return e;
}

HashSet

前面已经说过HashSet是对HashMap的简单包装,对HashSet的函数调用都会转换成合适的HashMap方法,因此HashSet的实现非常简单,只有不到300行代码。这里不再赘述。

//HashSet是对HashMap的简单包装
public class HashSet<E>
{
......
private transient HashMap<E,Object> map;//HashSet里面有一个HashMap
// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
......
public boolean add(E e) {//简单的方法转换
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
......
}

Java Collections Framework概览

Java ArrayDeque源码剖析

Java LinkedList源码剖析

Java HashSet和HashMap源码剖析

史上最清晰的红黑树讲解(上)

Java HashSet和HashMap源码剖析的更多相关文章

  1. 【转】Java集合:HashMap源码剖析

    Java集合:HashMap源码剖析   一.HashMap概述二.HashMap的数据结构三.HashMap源码分析     1.关键属性     2.构造方法     3.存储数据     4.调 ...

  2. Java集合:HashMap源码剖析

    一.HashMap概述 HashMap基于哈希表的 Map 接口的实现.此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用 null 值和 null 键.(除了不同步和允许使用 null 之外,HashMap  ...

  3. 转:【Java集合源码剖析】HashMap源码剖析

    转载请注明出处:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/36034955   您好,我正在参加CSDN博文大赛,如果您喜欢我的文章,希望您能帮我投一票 ...

  4. 【Java集合源码剖析】HashMap源码剖析

    转载出处:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/36034955 HashMap简介 HashMap是基于哈希表实现的,每一个元素是一个key-va ...

  5. HashMap源码剖析

    HashMap源码剖析 无论是在平时的练习还是项目当中,HashMap用的是非常的广,真可谓无处不在.平时用的时候只知道HashMap是用来存储键值对的,却不知道它的底层是如何实现的. 一.HashM ...

  6. 死磕Java之聊聊HashMap源码(基于JDK1.8)

    死磕Java之聊聊HashMap源码(基于JDK1.8) http://cmsblogs.com/?p=4731 为什么面试要问hashmap 的原理

  7. Java集合---HashMap源码剖析

    一.HashMap概述二.HashMap的数据结构三.HashMap源码分析     1.关键属性     2.构造方法     3.存储数据     4.调整大小 5.数据读取           ...

  8. [转载] Java集合---HashMap源码剖析

    转载自http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3948406.html 一.HashMap概述 HashMap基于哈希表的 Map 接口的实现.此实现提供所有可选的映射 ...

  9. Java集合:TreeMap源码剖析

    一.概念 TreeMap是基于红黑树结构实现的一种Map,要分析TreeMap的实现首先就要对红黑树有所了解. 要了解什么是红黑树,就要了解它的存在主要是为了解决什么问题,对比其他数据结构比如数组,链 ...

随机推荐

  1. UISwipeGestureRecognizer 左右事件捕捉

    转自:http://blog.163.com/china_uv/blog/static/117137267201252102612185/ UISwipeGestureRecognizer 左右事件相 ...

  2. 如何使用ILSpy 把发布版本反编译成源码

    有时候,看法别人写的代码比较好,想看看他们的代码到底是如何写的,于是就找方法,看看能否把发布版本变成源码.后来终于发现一个词“反编译”,我终于知道怎么办了. 工具:ILSpy   百度下载一个,该工具 ...

  3. (原创)C++11改进我们的程序之右值引用

    本次主要讲c++11中的右值引用,后面还会讲到右值引用如何结合std::move优化我们的程序. c++11增加了一个新的类型,称作右值引用(R-value reference),标记为T & ...

  4. Recommender Systems中Yehuda Koren 和 Ma Hao的paper

    以前读了Yehuda Koren和Ma Hao的论文,感觉非常不错,这里分享一下.如果想着具体了解他们近期发的论文,可以去DBLP去看看. Yehuda Koren也是Netflix Prize的冠军 ...

  5. THP Transparent HugePages 相关知识与关闭【转】

    最近遇到个LINUX系统内存比较大,未开 HugePages,业务有变化导致ORACLE连接数剧增至上千个,PageTables达到上百G,导致内存不足系统HANG住的案例. 因此需要开启 HugeP ...

  6. pyspark 编写 UDF函数

    pyspark 编写 UDF函数 前言 以前用的是Scala,最近有个东西要用Python,就查了一下如何编写pyspark的UDF. pyspark udf 也是先定义一个函数,例如: def ge ...

  7. python中 staticmethod与classmethod区别

    staticmethod与classmethod区别 参考 https://stackoverflow.com/questions/136097/what-is-the-difference-betw ...

  8. squid搭建http/https代理服务器

    前言:笔者使用的长城宽带,访问国外网站,比如mysql,nginx等站点的速度.......,你懂得,于是想到使用腾讯云主机搭建squid代理服务器,这里搭建的是一般代理服务器,squid代理服务器分 ...

  9. Html table 细边框

    Html table 细边框 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "htt ...

  10. java基础篇---线程问题

    1:继承 Thread 类,为什么要继承 run 方法 答案: Thread 实现了 Runnable 接口, 而 run 方法是 Runnable 的方法, 接口中的方法 默认 public abs ...