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HashMap
作为哈希表的Map接口实现,其具备以下几个特点:
- 和HashTable类似,采用数组+单链表形式存储元素,从jdk1.8开始,增加了红黑树的结构,当单链表中元素个数超过指定阈值,会转化为红黑树结构存储,目的就是为了解决单链表元素过多时查询慢的问题。
- 和HashTable不同的是,HashMap是线程不安全的,方法都未使用synchronized关键字。因为内部实现不同,允许key和value值为null。
- 构建HashMap实例时有两个重要的参数,会影响其性能:初始大小和加载因子。初始大小用来规定哈希表数组的长度,即桶的个数。加载因子用来表示哈希表元素的填满程度,越大则表示允许填满的元素就越多,哈希表的空间利用率就越高,但是冲突的机会也就增加了。反之,越小则冲突的机会就会越少,但是空间很多就浪费了。
静态常量
1、源码:
1/** 2 * 默认初始大小,值为16,要求必须为2的幂 3 */ 4static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 5 6/** 7 * 最大容量,必须不大于2^30 8 */ 9static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; 10 11/** 12 * 默认加载因子,值为0.75 13 */ 14static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 15 16/** 17 * hash冲突默认采用单链表存储,当单链表节点个数大于8时,会转化为红黑树存储 18 */ 19static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; 20 21/** 22 * hash冲突默认采用单链表存储,当单链表节点个数大于8时,会转化为红黑树存储。 23 * 当红黑树中节点少于6时,则转化为单链表存储 24 */ 25static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; 26 27/** 28 * hash冲突默认采用单链表存储,当单链表节点个数大于8时,会转化为红黑树存储。 29 * 但是有一个前提:要求数组长度大于64,否则不会进行转化 30 */ 31static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; 复制代码
注意: HashMap默认采用数组+单链表方式存储元素,当元素出现哈希冲突时,会存储到该位置的单链表中。但是单链表不会一直增加元素,当元素个数超过8个时,会尝试将单链表转化为红黑树存储。但是在转化前,会再判断一次当前数组的长度,只有数组长度大于64才处理。否则,进行扩容操作。此处先提到这,后续会有详细的讲解。
2、问题:
问: 为何加载因子默认为0.75?
答: 通过源码里的javadoc注释看到,元素在哈希表中分布的桶频率服从参数为0.5的泊松分布,具体可以参考下StackOverflow里的解答: stackoverflow.com/questions/1…
构造函数
1、无参构造函数:
1public HashMap() { 2 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted 3} 复制代码
2、带参构造函数,指定初始容量:
1public HashMap(int initialCapacity) { 2 this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); 3} 复制代码
3、带参构造函数,指定初始容量和加载因子:
3.1、源码:
1public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { 2 if (initialCapacity < 0) 3 throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + 4 initialCapacity); 5 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) 6 initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; 7 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) 8 throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + 9 loadFactor); 10 this.loadFactor = loadFactor; 11 this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity)//通过后面扩容的方法知道,该值就是初始创建数组时的长度 12} 13 14//返回大于等于cap最小的2的幂,如cap为12,结果就是16 15static final int tableSizeFor(int cap) { 16 int n = cap - 1;//为了保证当cap本身是2的幂的情况下,能够返回原本的数,否则返回的是cap的2倍 17 n |= n >>> 1; 18 n |= n >>> 2; 19 n |= n >>> 4; 20 n |= n >>> 8; 21 n |= n >>> 16; 22 return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; 23} 复制代码
3.2、示例:
下面我们以cap等于8为例:
- 不减一的过程如下:
最后执行加1操作,那么返回的是2^4=16,是cap的2倍。 - 减一的过程如下:
最后执行加1操作,那么返回的是2^3=8,也就是cap本身。
3.3、问题:
问: 为何数组容量必须是2次幂?
答:
索引计算公式为i = (n - 1) & hash,如果n为2次幂,那么n-1的低位就全是1,哈希值进行与操作时可以保证低位的值不变,从而保证分布均匀,效果等同于hash%n,但是位运算比取余运算要高效的多。
4、带参构造函数,指定Map集合:
1public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { 2 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 3 putMapEntries(m, false); 4} 5 6final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) { 7 int s = m.size(); 8 if (s > 0) { 9 if (table == null) { // pre-size 10 float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F; 11 int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? 12 (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY); 13 if (t > threshold) 14 threshold = tableSizeFor(t); 15 } 16 else if (s > threshold) 17 resize(); 18 for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) { 19 K key = e.getKey(); 20 V value = e.getValue(); 21 putVal(hash(key), key, value, false, evict); 22 } 23 } 24} 复制代码
添加元素
1、源码:
1public V put(K key, V value) { 2 return putVal(hash(key), key, value, false, true); 3} 4 5//将key的哈希值,进行高16位和低16位异或操作,增加低16位的随机性,降低哈希冲突的可能性 6static final int hash(Object key) { 7 int h; 8 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); 9} 10 11final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, 12 boolean evict) { 13 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; 14 //首次table为null,首先通过resize()进行数组初始化 15 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) 16 n = (tab = resize()).length; 17 //利用index=(n-1)&hash的方式,找到索引位置 18 //如果索引位置无元素,则创建Node对象,存入数组该位置中 19 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) 20 tab[i] = newNode(hash, key, value, null); 21 else { //如果索引位置已有元素,说明hash冲突,存入单链表或者红黑树中 22 Node<K,V> e; K k; 23 //hash值和key值都一样,则进行value值的替代 24 if (p.hash == hash && 25 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) 26 e = p; 27 else if (p instanceof TreeNode) //hash值一致,key值不一致,且p为红黑树结构,则往红黑树中添加 28 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); 29 else { //hash值一致,key值不一致,且p为单链表结构,则往单链表中添加 30 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { 31 if ((e = p.next) == null) { 32 p.next = newNode(hash, key, value, null); //追加到单链表末尾 33 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // //超过树化阈值则进行树化操作 34 treeifyBin(tab, hash); 35 break; 36 } 37 if (e.hash == hash && 38 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) 39 break; 40 p = e; 41 } 42 } 43 if (e != null) { // existing mapping for key 44 V oldValue = e.value; 45 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) 46 e.value = value; 47 afterNodeAccess(e); 48 return oldValue; 49 } 50 } 51 ++modCount; 52 if (++size > threshold) //当元素个数大于新增阈值,则通过resize()扩容 53 resize(); 54 afterNodeInsertion(evict); 55 return null; 56} 复制代码
2、流程图:
3、hash计算:
问: 获取hash值时:为何在hash方法中加上异或无符号右移16位的操作?
答:
此方式是采用"扰乱函数"的解决方案,将key的哈希值,进行高16位和低16位异或操作,增加低16位的随机性,降低哈希冲突的可能性。
下面我们通过一个例子,来看下有无"扰乱函数"的情况下,计算出来索引位置的值:
由上图可知,增加"扰乱函数"之后,原本哈希冲突的情况并没有再出现。
扩容
1、源码:
1final Node<K,V>[] resize() { 2 Node<K,V>[] oldTab = table; 3 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; 4 int oldThr = threshold; 5 int newCap, newThr = 0; 6 if (oldCap > 0) {//数组不为空 7 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { //当前长度超过MAXIMUM_CAPACITY,新增阈值为Integer.MAX_VALUE 8 threshold = Integer.MAX_VALUE; 9 return oldTab; 10 } 11 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && 12 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) //进行2倍扩容,如果当前长度超过初始16,新增阈值也做2倍扩容 13 newThr = oldThr << 1; // double threshold 14 } 15 else if (oldThr > 0) // 数组为空,指定了新增阈值 16 newCap = oldThr; 17 else { //数组为空,未指定新增阈值,采用默认初始大小和加载因子,新增阈值为16*0.75=12 18 newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 19 newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); 20 } 21 if (newThr == 0) { //按照给定的初始大小计算扩容后的新增阈值 22 float ft = (float)newCap * loadFactor; 23 newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? 24 (int)ft : Integer.MAX_VALUE); 25 } 26 threshold = newThr; //扩容后的新增阈值 27 @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 28 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; //扩容后的数组 29 table = newTab; 30 if (oldTab != null) { //将原数组中元素放入扩容后的数组中 31 for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { 32 Node<K,V> e; 33 if ((e = oldTab[j]) != null) { 34 oldTab[j] = null; 35 if (e.next == null) //无后继节点,则直接计算在新数组中位置,放入即可 36 newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; 37 else if (e instanceof TreeNode) //为树节点需要拆分 38 ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); 39 else { //有后继节点,且为单链表,将原数组中单链表元素进行拆分,一部分在原索引位置,一部分在原索引+原数组长度 40 Node<K,V> loHead = null, loTail = null; //保存在原索引的链表 41 Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; //保存在新索引的链表 42 Node<K,V> next; 43 do { 44 next = e.next; 45 if ((e.hash & oldCap) == 0) { //哈希值和原数组长度进行&操作,为0则在原数组的索引位置,非0则在原数组索引位置+原数组长度的新位置 46 if (loTail == null) 47 loHead = e; 48 else 49 loTail.next = e; 50 loTail = e; 51 } 52 else { 53 if (hiTail == null) 54 hiHead = e; 55 else 56 hiTail.next = e; 57 hiTail = e; 58 } 59 } while ((e = next) != null); 60 if (loTail != null) { 61 loTail.next = null; 62 newTab[j] = loHead; 63 } 64 if (hiTail != null) { 65 hiTail.next = null; 66 newTab[j + oldCap] = hiHead; 67 } 68 } 69 } 70 } 71 } 72 return newTab; 73} 复制代码
2、流程图:
2.1 首次调用扩容方法:
2.2 示例:
情况一:
- 使用无参构造函数:
1HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(); 复制代码
- put元素,发现table为null,调用resize扩容方法:
1int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; 2int oldThr = threshold; 复制代码
- oldCap为0,oldThr为0,执行resize()里的该分支:
1newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 2newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); 3threshold = newThr; 4@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 5 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; 6table = newTab; 复制代码
- newCap为16,newThr为12,也就是说HashMap默认数组长度为16,元素添加阈值为12。
- threshold为12。创建大小为16的数组,赋值给table。
情况二:
- 使用有参构造函数:
1HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(7); 复制代码
- oldCap为0,oldThr为8,执行resize()里的该分支:
1else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold 2 newCap = oldThr; 复制代码
- newCap为8,newThr为0,执行resize()里的该分支:
1if (newThr == 0) { 2 float ft = (float)newCap * loadFactor; 3 newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? 4 (int)ft : Integer.MAX_VALUE); 5} 6threshold = newThr; 7@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 8 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; 9table = newTab; 复制代码
- threshold为6。创建大小为8的数组,赋值给table。
2.3 非首次调用扩容方法:
2.4 示例:
接着2.2里的情况二,继续添加元素,直到扩容:
- oldCap为8,oldThr为6,执行resize()里的该分支:
1if (oldCap > 0) { 2 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { 3 threshold = Integer.MAX_VALUE; 4 return oldTab; 5 } 6 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && 7 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) 8 newThr = oldThr << 1; // double threshold 9} 复制代码
- oldCap小于MAXIMUM_CAPACITY,进行2倍扩容,newCap为16。oldCap小于DEFAULT_INITIAL_CAPACITY,不做newThr的扩容,为0,执行resize()里的该分支:
1if (newThr == 0) { 2 float ft = (float)newCap * loadFactor; 3 newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? 4 (int)ft : Integer.MAX_VALUE); 5} 6threshold = newThr; 7@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 8 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; 9table = newTab; 10..........省略.......//将原数组元素存入新数组中 复制代码
- 因为newCap小于MAXIMUM_CAPACITY ,ft为newCap*加载因子为12,threshold为12。创建大小为16的数组,赋值给table,并将原数组元素放入新数组中。
继续添加元素,直到扩容:
- oldCap为16,oldThr为12,执行resize()里的该分支:
1if (oldCap > 0) { 2 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { 3 threshold = Integer.MAX_VALUE; 4 return oldTab; 5 } 6 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && 7 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) 8 newThr = oldThr << 1; // double threshold 9} 复制代码
- oldCap小于MAXIMUM_CAPACITY,将数组长度进行2倍扩容,newCap为32。oldCap>=DEFAULT_INITIAL_CAPACITY,将添加元素的阈值也进行2倍扩容,注意此时不再用加载因子去计算阈值,而是随着数组长度进行相应的2倍扩容,threshold为24。
- 创建大小为32的数组,赋值给table,并将原数组元素放入新数组中。
1threshold = newThr; 2@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 3 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; 4table = newTab; 5..........省略.......//将原数组元素存入新数组中 复制代码
继续添加元素,扩容到数组长度等于MAXIMUM_CAPACITY:
- oldCap为MAXIMUM_CAPACITY,执行resize()里的该分支:
1if (oldCap > 0) { 2 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { 3 threshold = Integer.MAX_VALUE; 4 return oldTab; 5 } 6 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && 7 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) 8 newThr = oldThr << 1; // double threshold 9} 复制代码
- 因为oldCap等于MAXIMUM_CAPACITY,threshold设置为 Integer.MAX_VALUE,不再扩容,直接返回原数组。此时继续添加元素,Integer.MAX_VALUE+1=Integer.MIN_VALUE,不再大于threshold,则不再进行扩容操作了。
树化操作
1、源码:
将原本的单链表转化为双向链表,再遍历这个双向链表转化为红黑树:
1final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) { 2 int n, index; Node<K,V> e; 3 //树形化还有一个要求就是数组长度必须大于等于64,否则继续采用扩容策略 4 if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY) 5 resize(); 6 else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) { 7 TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;//hd指向首节点,tl指向尾节点 8 do { 9 TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);//将链表节点转化为红黑树节点 10 if (tl == null) // 如果尾节点为空,说明还没有首节点 11 hd = p; // 当前节点作为首节点 12 else { // 尾节点不为空,构造一个双向链表结构,将当前节点追加到双向链表的末尾 13 p.prev = tl; // 当前树节点的前一个节点指向尾节点 14 tl.next = p; // 尾节点的后一个节点指向当前节点 15 } 16 tl = p; // 把当前节点设为尾节点 17 } while ((e = e.next) != null); // 继续遍历单链表 18 //将原本的单链表转化为一个节点类型为TreeNode的双向链表 19 if ((tab[index] = hd) != null) // 把转换后的双向链表,替换数组原来位置上的单向链表 20 hd.treeify(tab); // 将当前双向链表树形化 21 } 22} 复制代码
将双向链表转化为红黑树的具体实现:
1final void treeify(Node<K,V>[] tab) { 2 TreeNode<K,V> root = null; // 定义红黑树的根节点 3 for (TreeNode<K,V> x = this, next; x != null; x = next) { // 从TreeNode双向链表的头节点开始逐个遍历 4 next = (TreeNode<K,V>)x.next; // 头节点的后继节点 5 x.left = x.right = null; 6 if (root == null) { 7 x.parent = null; 8 x.red = false; 9 root = x; // 头节点作为红黑树的根,设置为黑色 10 } 11 else { // 红黑树存在根节点 12 K k = x.key; 13 int h = x.hash; 14 Class<?> kc = null; 15 for (TreeNode<K,V> p = root;;) { // 从根开始遍历整个红黑树 16 int dir, ph; 17 K pk = p.key; 18 if ((ph = p.hash) > h) // 当前红黑树节点p的hash值大于双向链表节点x的哈希值 19 dir = -1; 20 else if (ph < h) // 当前红黑树节点的hash值小于双向链表节点x的哈希值 21 dir = 1; 22 else if ((kc == null && 23 (kc = comparableClassFor(k)) == null) || 24 (dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) // 当前红黑树节点的hash值等于双向链表节点x的哈希值,则如果key值采用比较器一致则比较key值 25 dir = tieBreakOrder(k, pk); //如果key值也一致则比较className和identityHashCode 26 27 TreeNode<K,V> xp = p; 28 if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) { // 如果当前红黑树节点p是叶子节点,那么双向链表节点x就找到了插入的位置 29 x.parent = xp; 30 if (dir <= 0) //根据dir的值,插入到p的左孩子或者右孩子 31 xp.left = x; 32 else 33 xp.right = x; 34 root = balanceInsertion(root, x); //红黑树中插入元素,需要进行平衡调整(过程和TreeMap调整逻辑一模一样) 35 break; 36 } 37 } 38 } 39 } 40 //将TreeNode双向链表转化为红黑树结构之后,由于红黑树是基于根节点进行查找,所以必须将红黑树的根节点作为数组当前位置的元素 41 moveRootToFront(tab, root); 42} 复制代码
将红黑树的根节点移动到数组的索引所在位置上:
1static <K,V> void moveRootToFront(Node<K,V>[] tab, TreeNode<K,V> root) { 2 int n; 3 if (root != null && tab != null && (n = tab.length) > 0) { 4 int index = (n - 1) & root.hash; //找到红黑树根节点在数组中的位置 5 TreeNode<K,V> first = (TreeNode<K,V>)tab[index]; //获取当前数组中该位置的元素 6 if (root != first) { //红黑树根节点不是数组当前位置的元素 7 Node<K,V> rn; 8 tab[index] = root; 9 TreeNode<K,V> rp = root.prev; 10 if ((rn = root.next) != null) //将红黑树根节点前后节点相连 11 ((TreeNode<K,V>)rn).prev = rp; 12 if (rp != null) 13 rp.next = rn; 14 if (first != null) //将数组当前位置的元素,作为红黑树根节点的后继节点 15 first.prev = root; 16 root.next = first; 17 root.prev = null; 18 } 19 assert checkInvariants(root); 20 } 21} 复制代码
红黑树插入
1、源码:
1final TreeNode<K,V> putTreeVal(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, 2 int h, K k, V v) { 3 Class<?> kc = null; 4 boolean searched = false; 5 TreeNode<K,V> root = (parent != null) ? root() : this; 6 for (TreeNode<K,V> p = root;;) { 7 int dir, ph; K pk; 8 if ((ph = p.hash) > h)//进行哈希值的比较 9 dir = -1; 10 else if (ph < h) 11 dir = 1; 12 else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk))) 13 return p; 14 else if ((kc == null && 15 (kc = comparableClassFor(k)) == null) || 16 (dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) {//hash值相同,则按照key进行比较 17 if (!searched) { 18 TreeNode<K,V> q, ch; 19 searched = true; 20 if (((ch = p.left) != null && 21 (q = ch.find(h, k, kc)) != null) ||//去左子树中查找哈希值相同,key相同的节点 22 ((ch = p.right) != null && 23 (q = ch.find(h, k, kc)) != null))//去右子树中查找哈希值相同,key相同的节点 24 return q; 25 } 26 dir = tieBreakOrder(k, pk);//通过比较k与pk的hashcode 27 } 28 29 TreeNode<K,V> xp = p; 30 if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {//找到红黑树合适的位置插入 31 Node<K,V> xpn = xp.next; 32 TreeNode<K,V> x = map.newTreeNode(h, k, v, xpn); 33 if (dir <= 0) //插入到左节点或者右节点 34 xp.left = x; 35 else 36 xp.right = x; 37 xp.next = x;//插入到双向链表合适的位置 38 x.parent = x.prev = xp; 39 if (xpn != null) 40 ((TreeNode<K,V>)xpn).prev = x; 41 moveRootToFront(tab, balanceInsertion(root, x));//做插入后的平衡调整 将平衡后的红黑树节点作为数组该位置的元素 42 return null; 43 } 44 } 45} 复制代码
2、说明:
当hash冲突时,单链表元素个数超过树化阈值(TREEIFY_THRESHOLD)后,转化为红黑树存储。之后再继续冲突,则就变成往红黑树中插入元素了。关于红黑树插入元素,请看我之前写的文章:TreeMap之元素插入
红黑树拆分
1、源码:
将红黑树按照扩容后的数组,重新计算索引位置,并且拆分后的红黑树还需要判断个数,从而决定是做去树化操作还是树化操作:
1final void split(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, int index, int bit) { 2 TreeNode<K,V> b = this; 3 // Relink into lo and hi lists, preserving order 4 TreeNode<K,V> loHead = null, loTail = null; //保存在原索引的红黑树 5 TreeNode<K,V> hiHead = null, hiTail = null; //保存在新索引的红黑树 6 int lc = 0, hc = 0; 7 for (TreeNode<K,V> e = b, next; e != null; e = next) { 8 next = (TreeNode<K,V>)e.next; 9 e.next = null; 10 if ((e.hash & bit) == 0) { //哈希值和原数组长度进行&操作,为0则在原数组的索引位置,非0则在原数组索引位置+原数组长度的新位置 11 if ((e.prev = loTail) == null) 12 loHead = e; 13 else 14 loTail.next = e; 15 loTail = e; 16 ++lc; 17 } 18 else { 19 if ((e.prev = hiTail) == null) 20 hiHead = e; 21 else 22 hiTail.next = e; 23 hiTail = e; 24 ++hc; 25 } 26 } 27 28 if (loHead != null) { 29 if (lc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) //当红黑树的节点不大于去树化阈值,则将原索引处的红黑树进行去树化操作 30 tab[index] = loHead.untreeify(map); //红黑树根节点作为原索引处的元素 31 else { //当红黑树的节点大于去树化阈值,则将原索引处的红黑树进行树化操作 32 tab[index] = loHead; 33 if (hiHead != null) // (else is already treeified) 34 loHead.treeify(tab); 35 } 36 } 37 if (hiHead != null) { 38 if (hc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) //当红黑树的节点不大于去树化阈值,则将新索引处的红黑树进行去树化操作 39 tab[index + bit] = hiHead.untreeify(map); //红黑树根节点作为新索引处的元素 40 else { //当红黑树的节点大于去树化阈值,则将新索引处的红黑树进行树化操作 41 tab[index + bit] = hiHead; 42 if (loHead != null) 43 hiHead.treeify(tab); 44 } 45 } 46} 复制代码
去树化操作
1、源码:
遍历红黑树,还原成单链表结构:
1final Node<K,V> untreeify(HashMap<K,V> map) { 2 Node<K,V> hd = null, tl = null; 3 for (Node<K,V> q = this; q != null; q = q.next) { //遍历红黑树,依次将TreeNode转化为Node,还原成单链表形式 4 Node<K,V> p = map.replacementNode(q, null); 5 if (tl == null) 6 hd = p; 7 else 8 tl.next = p; 9 tl = p; 10 } 11 return hd; 12} 复制代码
综合示例
1、代码:
1//插入38个元素,无hash冲突,依次存入索引0~37的位置 2HashMap<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<>(64); 3for(int i=0; i<38; i++){ 4 hashMap.put(i, i); 5} 6//依次插入64、128、182、256、320、384,448,索引位置为0,出现hash冲突,往单链表中插入 7for (int i=1; i <= 7; i++) { 8 hashMap.put(64*i, 64*i); 9} 10//插入512,hash冲突,往单链表中插入。此时单链表个数大于TREEIFY_THRESHOLD,将单链表转化为红黑树 11hashMap.put(64*8, 64*8); 12//插入576,hash冲突,往红黑树中插入 13hashMap.put(64*9, 64*9); 14//hash不冲突,保存到数组索引为38的位置,此时总元素个数为48,新增阈值为48,不做处理。 15hashMap.put(38, 38); 16//hash不冲突,保存到数组索引为39的位置,此时总元素个数为49,新增阈值为48,扩容!!! 17hashMap.put(39, 39); 复制代码
2、内部实现过程:
讨论题
- 为何单链表转化为红黑树,要求节点个数大于8?
- 为何转化为红黑树前,要求数组总长度要大于64?
- 为何红黑树转化为单链表,要求节点个数小于等于6?
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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