首页 > 其他 > 详细

HashMap

时间:2020-11-09 17:59:56      阅读:54      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

HashMap他的结构和底层原理

我知道HashMap是我们非常常用的数据结构,由数组和链表组合构成的数据结构。

大概如下,数组里面每个地方都存了Key-Value这样的实例,在Java7叫Entry在Java8中叫Node。

技术分享图片

因为他本身所有的位置都为null,在put插入的时候会根据key的hash去计算一个index值。

你提到了还有链表,为啥需要链表,链表又是怎么样子的呢?

我们都知道数组长度是有限的,在有限的长度里面我们使用哈希,哈希本身就存在概率性,就是”Aa“和”aA“我们都去hash有一定的概率会一样,就像上面的情况我再次哈希”aA“极端情况也会hash到一个值上,那就形成了链表。

每一个节点都会保存自身的hash、key、value、以及下个节点,我看看Node的源码。

技术分享图片

说到链表我想问一下,你知道新的Entry节点在插入链表的时候,是怎么插入的么?

java8之前是头插法,就是说新来的值会取代原有的值,原有的值就顺推到链表中去,就像上面的例子一样,因为写这个代码的作者认为后来的值被查找的可能性更大一点,提升查找的效率。

但是,在java8之后,都是所用尾部插入了。

为啥改为尾部插入呢?
首先我们看下HashMap的扩容机制:

帅丙提到过了,数组容量是有限的,数据多次插入的,到达一定的数量就会进行扩容,也就是resize。

什么时候resize呢?
有两个因素:

  • Capacity:HashMap当前长度。
  • LoadFactor:负载因子,默认值0.75f。

怎么理解呢,就比如当前的容量大小为100,当你存进第76个的时候,判断发现需要进行resize了,那就进行扩容,但是HashMap的扩容也不是简单的扩大点容量这么简单的。

扩容?它是怎么扩容的呢?

分为两步

  • 扩容:创建一个新的Entry空数组,长度是原数组的2倍。
  • ReHash:遍历原Entry数组,把所有的Entry重新Hash到新数组。

为什么要重新Hash呢,直接复制过去不香么?
是因为长度扩大以后,Hash的规则也随之改变。

Hash的公式---> index = HashCode(Key) & (Length - 1)

原来长度(Length)是8你位运算出来的值是2 ,新的长度是16你位运算出来的值明显不一样了。

说完扩容机制我们言归正传,为啥之前用头插法,java8之后改成尾插了呢?

我先举个例子吧,我们现在往一个容量大小为2的put两个值,负载因子是0.75是不是我们在put第二个的时候就会进行resize?

2*0.75 = 1 所以插入第二个就要resize了

现在我们要在容量为2的容器里面用不同线程插入A,B,C,假如我们在resize之前打个短点,那意味着数据都插入了但是还没resize那扩容前可能是这样的。

我们可以看到链表的指向A->B->C

Tip:A的下一个指针是指向B的

技术分享图片

因为resize的赋值方式,也就是使用了单链表的头插入方式,同一位置上新元素总会被放在链表的头部位置,在旧数组中同一条Entry链上的元素,通过重新计算索引位置后,有可能被放到了新数组的不同位置上。

就可能出现下面的情况,大家发现问题没有?

B的下一个指针指向了A

技术分享图片

一旦几个线程都调整完成,就可能出现环形链表

技术分享图片

如果这个时候去取值,悲剧就出现了——Infinite Loop。

HashMap

原文:https://www.cnblogs.com/goodhao/p/13948853.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
关于我们 - 联系我们 - 留言反馈 - 联系我们:wmxa8@hotmail.com
© 2014 bubuko.com 版权所有
打开技术之扣,分享程序人生!