一席舍、hashcode 和 equals關系
先以一個小例子入手：
public class HashTest {
public static void main(String[] args) {
HashMap<Book,String> map = new HashMap<>();
Book b = new Book(1,"java");
map.put(b, "String");
System.out.println((b.hashCode() +" "+ new Book(1,"java").hashCode()));
System.out.println(map.get(new Book(1,"java")));
}
}
class Book {
public int price;
public String name;
public Book(int price, String name) {
super();
this.price = price;
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Book other = (Book) obj;
if (name == null) {
if (other.name != null)
return false;
} else if (!name.equals(other.name))
return false;
return true;
}
}
這是個只重寫了equals()惧互，并沒有重寫hashcode()鸦概。上面運行的結果如下：
2018699554 1311053135
null
也就是沒有重寫的hashcode值梨撞，是系統(tǒng)處理的何鸡，內容一致的對象hashcode并不一定相同肆良。第二點就是HashMap會根據(jù)Key的hashcode來決定放在哪個數(shù)組中筛璧，不同的hashcode當然得不到想要的Value。
對于hashcod()和equals()幾點建議：
- equals相等惹恃，它的hashcode也一定要相等
- 重寫了hashcode夭谤，也一定要重寫equals
- equals要滿足對稱、反射巫糙、傳遞特性
二朗儒、HashMap
結構
HashMap的存儲方式是數(shù)組+鏈表的形式，數(shù)組也叫作桶参淹，hashcode | （數(shù)組大小-1）相等的Key放在同一個鏈表中醉锄。先看幾個屬性定義：
//默認數(shù)組的長度
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
// 數(shù)組的最大上限
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 默認加載因子，如果DEFAULT_LOAD_FACTOR * CAPACITY < 元素個數(shù)浙值，就需要擴容調整
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 鏈表的結構定義
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
}
首先最常見的問題是：數(shù)組的長度為什么只能是2的次方大锌也弧？
// 使用低16位避免沖突
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
如何根據(jù)Key的hashcode开呐，將元素盡量平均的放入了桶中烟勋。如果采用非2次方會有什么影響了？
假設是數(shù)組的長度是15筐付，那么15 - 1 = 1110卵惦；在與1110作與運算的時候，尾部永遠都是0瓦戚，事實上只有三位數(shù)有效鸵荠，那么長度為15的數(shù)組只有8個用到了，剩下的都浪費了伤极。那么采用除以長度取余的方式不就可以解決數(shù)組浪費的問題了嘛蛹找，但是取余的效率比按位與的方式差多了。
小結：
- 不是2的次方哨坪，會造成數(shù)組資源浪費的問題
- 采用取余的方法庸疾，沒有按位與的效率高
HashMap的添加操作put
添加操作是HashMap的核心，會涉及到鏈表插入和重新擴容当编。
HashMap是支持null作為key或者value的
// 添加入口
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
// 查找Key是不是之前插入過了届慈，插入過了就直接返回，否則放在鏈表末尾
// 如果數(shù)組還沒初始化，則要resize()操作金顿，如果單鏈表長度過大則treeifyBin(tab, hash)臊泌，將其樹化存儲;
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// 如果桶為null或長度為0，需要重新分配大小揍拆，相當于懶加載模式渠概，使用時才初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// 核心 按位與來查找元素在哪個桶上面，該桶的元素還沒有嫂拴，直接放在第一個即可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
// 找到該鏈表的第一個元素跟插入的元素的key是一樣的播揪，說明原本就插入過這個key
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 尋找之前有沒有插入過這個key ，如果e不為null就代表有
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
// 如果
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
// 鏈表長度過大筒狠，也需要調節(jié)數(shù)組
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
// existing mapping for key
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
現(xiàn)在看下擴容的方法resize()猪狈，遍歷數(shù)組的，在遞歸鏈表辩恼，取出子元素按照新的規(guī)范存儲
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 數(shù)組擴大一倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 設置并檢查新的閾值
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
// 通過循環(huán)遍歷的方式將數(shù)據(jù)重新分配到新的數(shù)組桶中
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode) // 針對樹化的部分進行分配
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
