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Java HashMap实现原理


 

  问:Java 的 HashMap是怎么实现的?

  HashMap的 Key 和Value 都可以为null

  答:通过键值对的形式保存需要存储的值。

  很显然这个答案不是面试官要的,这个答案也引起了我的回忆。曾经我在面试时也被几次问道过这个问题,我当时也是类似的回答。所以今天抽空大致研究了下HashMap的源码。

  HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。这可能让我们很不解,一个线性的数组怎么实现按键值对来存取数据呢?这里HashMap有做一些处理。

  1.首先HashMap里面实现一个静态内部类Entry 其重要的属性有 key , value, next,从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean,我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组,这个数组就是Entry[],Map里面的内容都保存在Entry[]里面。

  2.既然是线性数组,为什么能随机存取?这里HashMap用了一个小算法,大致是这样实现:

  存储时:

  int hash = key.hashCode();--> 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值

  int index = hash % Entry[].length;

  Entry[index] = value;

  取值时:

  int hash = key.hashCode();

  int index = hash % Entry[].length;

  return Entry[index]

  到这里我们轻松的理解了HashMap通过键值对实现存取的基本原理

  3.疑问:如果两个key通过hash % Entry[].length得到的index相同,会不会有覆盖的危险?

  这里HashMap里面用到链式数据结构的一个概念.上面我们提到过Entry类里面有一个next属性,作用是指向下一个Entry。打个比方,第一个键值对A进来,通过计算其key的hash得到的index=0,记做:Entry[0] = A.一会后又进来一个键值对B,通过计算其index也等于0,现在怎么办?HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C;这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。

  到这里为止,HashMap的大致实现,我们应该已经清楚了。

  当然HashMap里面也包含一些优化方面的实现,这里也啰嗦一下。

  比如:Entry[]的长度一定后,随着map里面数据的越来越长,这样同一个index的链就会很长,会不会影响性能?

  HashMap里面设置一个因素(也称为因子),随着map的size越来越大,Entry[]会以一定的规则加长长度。