在java中HashMap作为一种Map的实现,在程序中我们经常会用到,在此记录下其中get与put的执行过程,以及其hash冲突的解决方式:
HashMap在存储数据的时候是key-value的键值对的形式存放的,一个key-value会创建一个Map.Entry实现类,在HashMap中该实现类分为Node和TreeNode,其中TreeNode继承了Node类,在没有hash冲突的情况下,这些Map.Entry实现类会组成数组table存放。key的hashCode值决定了该Map.Entry在table中的索引
HashMap的hash算法是key的hashCode异或key的hashCode无符号右移16位
在放入key到一定程度的时候就会出现不同的key值运算出相同的hash值,导致多个Map.Entry类存放在table同一个索引位置上,这个时候就是所谓的hash冲突。
通过观察put(key,value)方法:
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; 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); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; }
我们发现,在执行过程中会首先取出table在(table.length-1)&hash(key)的值,如果该值为空,说明还没有发生hash冲突,直接new一个Node放在该索引处,
如果该值不为空,说明已经存放过相同hash值的key,继续判断两个key的equals方法是否相等,如果相等则覆盖原来的值。如果不等,则出现hash冲突。
在出现hash冲突时首先会判断当前的Node是否是TreeNode,如果是TreeNode则在该TreeNode上添加一个分支。如果不是,那么说明是Node类。在table中只会存在这两个Map.Entry实现类。在所有的Node都有一个next变量,当出现hash冲突时,就会将该Node的next变量赋值为要放入的新的Node,这样在多次冲突后该位置就会形成一个类似于链表的结构,当该链表长度为8时,为了提高性能,就会将该链表替换成树结构的TreeNode。
以上就是HashMap解决hash冲突的方式。
当调用get方法时
public V get(Object key) { Node<K,V> e; return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; }
会通过key的hash值获取table中的Node,并通过key的equals方法来确定要取的Node,在返回Node的value值。
通过HashMap的存储结构可以发现当我们遍历HashMap时通过entrySet方法性能会高一点,因为它直接返回了存储的Map.Entry类,而遍历key方式是通过遍历Map.Entry取出key,我们在调用get(key)方法时又会去取一次Entry,所以性能会比较低