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标题: 深入hashMap[转] [打印本页]
作者: 79819275    时间: 2014-11-4 12:30
标题: 深入hashMap[转]
本帖最后由 79819275 于 2014-11-4 12:30 编辑

HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。允许使用null值和null键。

HashMap是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。
  1. /**
  2. * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
  3. */  
  4. transient Entry[] table;  
  5.   
  6. static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {  
  7.     final K key;  
  8.     V value;  
  9.     Entry<K,V> next;  
  10.     final int hash;  
  11.     ……  
  12. }
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Entry就是数组中的元素，每个 Map.Entry 其实就是一个key-value对，它持有一个指向下一个元素的引用，这就构成了链表。
  1. public V put(K key, V value) {  
  2.     // HashMap允许存放null键和null值。  
  3.     // 当key为null时，调用putForNullKey方法，将value放置在数组第一个位置。  
  4.     if (key == null)  
  5.         return putForNullKey(value);  
  6.     // 根据key的keyCode重新计算hash值。  
  7.     int hash = hash(key.hashCode());  
  8.     // 搜索指定hash值在对应table中的索引。  
  9.     int i = indexFor(hash, table.length);  
  10.     // 如果 i 索引处的 Entry 不为 null，通过循环不断遍历 e 元素的下一个元素。  
  11.     for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
  12.         Object k;  
  13.         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
  14.             V oldValue = e.value;  
  15.             e.value = value;  
  16.             e.recordAccess(this);  
  17.             return oldValue;  
  18.         }  
  19.     }  
  20.     // 如果i索引处的Entry为null，表明此处还没有Entry。  
  21.     modCount++;  
  22.     // 将key、value添加到i索引处。  
  23.     addEntry(hash, key, value, i);  
  24.     return null;  
  25. }
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当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hashCode重新计算hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。

addEntry(hash, key, value, i)方法根据计算出的hash值，将key-value对放在数组table的i索引处。addEntry 是HashMap 提供的一个包访问权限的方法，代码如下：


  1. void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
  2.     // 获取指定 bucketIndex 索引处的 Entry   
  3.     Entry<K,V> e = table[bucketIndex];  
  4.     // 将新创建的 Entry 放入 bucketIndex 索引处，并让新的 Entry 指向原来的 Entry  
  5.     table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);  
  6.     // 如果 Map 中的 key-value 对的数量超过了极限  
  7.     if (size++ >= threshold)  
  8.     // 把 table 对象的长度扩充到原来的2倍。  
  9.         resize(2 * table.length);  
  10. }
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hash(int h)方法根据key的hashCode重新计算一次散列。此算法加入了高位计算，防止低位不变，高位变化时，造成的hash冲突。
  1. static int hash(int h) {  
  2.     h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);  
  3.     return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);  
  4. }
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对于任意给定的对象，只要它的 hashCode() 返回值相同，那么程序调用 hash(int h) 方法所计算得到的 hash 码值总是相同的。我们首先想到的就是把hash值对数组长度取模运算，这样一来，元素的分布相对来说是比较均匀的。但是，“模”运算的消耗还是比较大的，在HashMap中是这样做的：调用 indexFor(int h, int length) 方法来计算该对象应该保存在 table 数组的哪个索引处。indexFor(int h, int length) 方法的代码如下：
  1. static int indexFor(int h, int length) {  
  2.     return h & (length-1);  
  3. }
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它通过 h & (table.length -1) 来得到该对象的保存位，而HashMap底层数组的长度总是 2 的n 次方，这是HashMap在速度上的优化。
  1. int capacity = 1;  
  2.     while (capacity < initialCapacity)  
  3.         capacity <<= 1;
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这段代码保证初始化时HashMap的容量总是2的n次方，即底层数组的长度总是为2的n次方。

当length总是 2 的n次方时，h& (length-1)运算等价于对length取模，也就是h%length，但是&比%具有更高的效率。

  1. public V get(Object key) {  
  2.     if (key == null)  
  3.         return getForNullKey();  
  4.     int hash = hash(key.hashCode());  
  5.     for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];  
  6.         e != null;  
  7.         e = e.next) {  
  8.         Object k;  
  9.         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))  
  10.             return e.value;  
  11.     }  
  12.     return null;  
  13. }
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从HashMap中get元素时，首先计算key的hashCode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。
归纳起来简单地说，HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理，这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对，当需要存储一个 Entry 对象时，会根据hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry时，也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。


我们知道java.util.HashMap不是线程安全的，因此如果在使用迭代器的过程中有其他线程修改了map，那么将抛出ConcurrentModificationException，这就是所谓fail-fast策略。
这一策略在源码中的实现是通过modCount域，modCount顾名思义就是修改次数，对HashMap内容的修改都将增加这个值，那么在迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的expectedModCount。
  1. HashIterator() {  
  2.     expectedModCount = modCount;  
  3.     if (size > 0) { // advance to first entry  
  4.     Entry[] t = table;  
  5.     while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)  
  6.         ;  
  7.     }  
  8. }
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在迭代过程中，判断modCount跟expectedModCount是否相等，如果不相等就表示已经有其他线程修改了Map：

注意到modCount声明为volatile，保证线程之间修改的可见性。

  1. final Entry<K,V> nextEntry() {     
  2.     if (modCount != expectedModCount)     
  3.         throw new ConcurrentModificationException();
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迭代器的快速失败行为不能得到保证，一般来说，存在非同步的并发修改时，不可能作出任何坚决的保证。快速失败迭代器尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。因此，编写依赖于此异常的程序的做法是错误的，正确做法是：迭代器的快速失败行为应该


仅用于检测程序错误。

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作者：我爱物联网
出处：http://www.cnblogs.com/yydcdut/
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作者: 79819275    时间: 2014-11-4 12:30
沙发自己坐
作者: 79819275    时间: 2014-11-4 12:30
本帖最后由 79819275 于 2014-11-4 12:31 编辑

沙发自己坐
作者: 张周飞    时间: 2014-11-5 09:30
骚年  你写那那么长！！！
虽然仔细 太长容易疲劳！
不过受教了，加深了印象！！
作者: win_top1    时间: 2014-11-6 22:11
总结的很详细！
作者: 15621506590    时间: 2014-11-8 19:05
很不错   正好map这学的不是很好
作者: newLife    时间: 2014-11-9 12:57
又学习了:lol
作者: win_top1    时间: 2014-11-9 23:12
学习了！



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