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###Java8 HashMap

Java8 對 HashMap 進行了一些修改，最大的不同就是利用了紅黑樹，所以其由 數組+鏈表+紅黑樹 組成。

根據 Java7 HashMap 的介紹，我們知道，查找的時候，根據 hash 值我們能夠快速定位到數組的具體下標，但是之后的話，需要順著鏈表一個個比較下去才能找到我們需要的，時間復雜度取決于鏈表的長度，為 O(n)。

為了降低這部分的開銷，在 Java8 中，當鏈表中的元素超過了 8 個以后，會將鏈表轉換為紅黑樹，在這些位置進行查找的時候可以降低時間復雜度為 O(logN)。

來一張圖簡單示意一下吧：

注意，上圖是示意圖，主要是描述結構，不會達到這個狀態的，因為這么多數據的時候早就擴容了。

下面，我們還是用代碼來介紹吧，個人感覺，Java8 的源碼可讀性要差一些，不過精簡一些。

Java7 中使用 Entry 來代表每個 HashMap 中的數據節點，Java8 中使用 Node，基本沒有區別，都是 key，value，hash 和 next 這四個屬性，不過，Node 只能用于鏈表的情況，紅黑樹的情況需要使用 TreeNode。

我們根據數組元素中，第一個節點數據類型是 Node 還是 TreeNode 來判斷該位置下是鏈表還是紅黑樹的。
##put 過程分析

public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true); }// 第三個參數 onlyIfAbsent 如果是 true，那么只有在不存在該 key 時才會進行 put 操作 // 第四個參數 evict 我們這里不關心 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;// 第一次 put 值的時候，會觸發下面的 resize()，類似 java7 的第一次 put 也要初始化數組長度// 第一次 resize 和后續的擴容有些不一樣，因為這次是數組從 null 初始化到默認的 16 或自定義的初始容量if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)n = (tab = resize()).length;// 找到具體的數組下標，如果此位置沒有值，那么直接初始化一下 Node 并放置在這個位置就可以了if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)tab[i] = newNode(hash, key, value, null);else {// 數組該位置有數據Node<K,V> e; K k;// 首先，判斷該位置的第一個數據和我們要插入的數據，key 是不是"相等"，如果是，取出這個節點if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))e = p;// 如果該節點是代表紅黑樹的節點，調用紅黑樹的插值方法，本文不展開說紅黑樹else if (p instanceof TreeNode)e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);else {// 到這里，說明數組該位置上是一個鏈表for (int binCount = 0; ; ++binCount) {// 插入到鏈表的最后面(Java7 是插入到鏈表的最前面)if ((e = p.next) == null) {p.next = newNode(hash, key, value, null);// TREEIFY_THRESHOLD 為 8，所以，如果新插入的值是鏈表中的第 9 個// 會觸發下面的 treeifyBin，也就是將鏈表轉換為紅黑樹if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1sttreeifyBin(tab, hash);break;}// 如果在該鏈表中找到了"相等"的 key(== 或 equals)if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))// 此時 break，那么 e 為鏈表中[與要插入的新值的 key "相等"]的 nodebreak;p = e;}}// e!=null 說明存在舊值的key與要插入的key"相等"// 對于我們分析的put操作，下面這個 if 其實就是進行 "值覆蓋"，然后返回舊值if (e != null) {V oldValue = e.value;if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)e.value = value;afterNodeAccess(e);return oldValue;}}++modCount;// 如果 HashMap 由于新插入這個值導致 size 已經超過了閾值，需要進行擴容if (++size > threshold)resize();afterNodeInsertion(evict);return null; }

和 Java7 稍微有點不一樣的地方就是，Java7 是先擴容后插入新值的，Java8 先插值再擴容，不過這個不重要。
##數組擴容

resize() 方法用于初始化數組或數組擴容，每次擴容后，容量為原來的 2 倍，并進行數據遷移。

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) { // 對應數組擴容if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {threshold = Integer.MAX_VALUE;return oldTab;}// 將數組大小擴大一倍else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)// 將閾值擴大一倍newThr = oldThr << 1; // double threshold}else if (oldThr > 0) // 對應使用 new HashMap(int initialCapacity) 初始化后，第一次 put 的時候newCap = oldThr;else {// 對應使用 new HashMap() 初始化后，第一次 put 的時候newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);}if (newThr == 0) {float ft = (float)newCap * loadFactor;newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?(int)ft : Integer.MAX_VALUE);}threshold = newThr;// 用新的數組大小初始化新的數組Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];table = newTab; // 如果是初始化數組，到這里就結束了，返回 newTab 即可if (oldTab != null) {// 開始遍歷原數組，進行數據遷移。for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {Node<K,V> e;if ((e = oldTab[j]) != null) {oldTab[j] = null;// 如果該數組位置上只有單個元素，那就簡單了，簡單遷移這個元素就可以了if (e.next == null)newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;// 如果是紅黑樹，具體我們就不展開了else if (e instanceof TreeNode)((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);else { // 這塊是處理鏈表的情況，// 需要將此鏈表拆成兩個鏈表，放到新的數組中，并且保留原來的先后順序// loHead、loTail 對應一條鏈表，hiHead、hiTail 對應另一條鏈表，代碼還是比較簡單的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;elseloTail.next = e;loTail = e;}else {if (hiTail == null)hiHead = e;elsehiTail.next = e;hiTail = e;}} while ((e = next) != null);if (loTail != null) {loTail.next = null;// 第一條鏈表newTab[j] = loHead;}if (hiTail != null) {hiTail.next = null;// 第二條鏈表的新的位置是 j + oldCap，這個很好理解newTab[j + oldCap] = hiHead;}}}}}return newTab; }

##get 過程分析

相對于 put 來說，get 真的太簡單了。

• 計算 key 的 hash 值，根據 hash 值找到對應數組下標: hash & (length-1)
• 判斷數組該位置處的元素是否剛好就是我們要找的，如果不是，走第三步
• 判斷該元素類型是否是 TreeNode，如果是，用紅黑樹的方法取數據，如果不是，走第四步
• 遍歷鏈表，直到找到相等(==或equals)的 key

public V get(Object key) {Node<K,V> e;return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; }final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {// 判斷第一個節點是不是就是需要的if (first.hash == hash && // always check first node((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return first;if ((e = first.next) != null) {// 判斷是否是紅黑樹if (first instanceof TreeNode)return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);// 鏈表遍歷do {if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return e;} while ((e = e.next) != null);}}return null; }

出處：https://www.javadoop.com/post/hashmap#Java7%20ConcurrentHashMap

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java8 HashMap详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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