JDK1.8中HashMap的hash算法和寻址算法

JDK 1.8 中 HashMap 的 hash 算法和寻址算法

HashMap 源码

hash() 方法

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

h = key.hashCode() 表示 h 是 key 对象的 hashCode 返回值；

h >>> 16 是 h 右移 16 位，因为 int 是 4 字节，32 位，所以右移 16 位后变成：左边 16 个 0 + 右边原 h 的高 16 位；

最后把这两个进行异或返回。

异或：二进制位运算。如果一样返回 0，不一样则返回 1。

例：两个二进制 110 和 100 进行异或

​ 110

^ 100

结果= 010

putVal() 中寻址部分

tab[i = (n - 1) & hash]

tab 就是 HashMap 里的 table 数组 Node<K,V>[] table ；

n 是这个数组的长度 length；

hash 就是上面 hash() 方法返回的值；

​

为什么不直接用 hashCode() % length ？

看完源码会有疑问，为什么不直接用 key 对象的 hashCode 对哈希表长度取模？

寻址为什么不用取模？

对于上面寻址算法，由于计算机对比取模，与运算会更快。所以为了效率，HashMap 中规定了哈希表长度为 2 的 k 次方，而 2^k-1 转为二进制就是 k 个连续的 1，那么 hash & (k 个连续的 1) 返回的就是 hash 的低 k 个位，该计算结果范围刚好就是 0 到 2^k-1，即 0 到 length - 1，跟取模结果一样。

也就是说，哈希表长度 length 为 2 的整次幂时， hash & (length - 1) 的计算结果跟 hash % length 一样，而且效率还更好。

为什么不直接用 hashCode() 而是用它的高 16 位进行异或计算新 hash 值？

int 类型占 32 位，可以表示 2^32 种数（范围：-2^31 到 2^31-1），而哈希表长度一般不大，在 HashMap 中哈希表的初始化长度是 16（HashMap 中的 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY），如果直接用 hashCode 来寻址，那么相当于只有低 4 位有效，其他高位不会有影响。这样假如几个 hashCode 分别是 2^10、220、2^30，那么寻址结果 index 就会一样而发生冲突，所以哈希表就不均匀分布了。

为了减少这种冲突，HashMap 中让 hashCode 的高位也参与了寻址计算（进行扰动），即把 hashCode 高 16 位与 hashCode 进行异或算出 hash，然后根据 hash 来做寻址。

​

JDK 源码中 HashMap 的 hash 方法原理是什么？