关于 Java 中的 HashMap 常见问题总结
2019-12-04 本文已影响0人
虹猫日志
1. HashMap的大小为什么必须是2的幂次
- 需要注意的是，创建HashMap的时候并没有将空间开辟出来，只要当你第一次往里面扔数据的时候才开辟空间，避免了资源浪费。
首先看下HashMap中定义的初始容量大小：
/**
* The default initial capacity - MUST be a power of two.
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
我们一般使用空参构造，也就是说put的时候进行空间开辟，那么不妨看下代码是怎么做的：
//首先找到put源码
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
//put调用了putVal进行跟进这里只拿一部分
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;//看到这里猜测没有初始化，调用resize()先进行初始化
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
........
//看看 resize()又是什么。结果直接看注释，就发现这里说明了为空使用默认值初始化，否则，我们使用的是2的幂扩展
/**
* Initializes or doubles table size. If null, allocates in
* accord with initial capacity target held in field threshold.
* Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the
* elements from each bin must either stay at same index, or move
* with a power of two offset in the new table.
*
* @return the table
*/
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)
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);//不出意外就是这里
}
........
到此应该明了空参默认为什么是大小为16，而且是大小是2的幂次。
接着我们看看有参构造是怎么做的：
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
//上述是一堆判断，这里tableSizeFor明显是表大小的关键
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
// 跟进tableSizeFor方法
/**
* Returns a power of two size for the given target capacity. （返回给定目标容量的两倍幂）
*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = -1 >>> Integer.numberOfLeadingZeros(cap - 1);
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
看完有参构造后发现，tableSizeFor方法将你给定的大小扩容两倍幂。关键是为么都要使用2的幂，我们来看最关键的代码。
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//i = (n - 1) & hash 这是关键
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
解释：只有当大小是2的n次方，length-1的值进行转换，后面的二进制位全为1，进行按位与运算才能非常快速的拿到数组的下标，分别放在不同的哈希桶中(index = key值 (n - 1) & hash ≈ hash % n)。二进制的运算速度远高于取模，结果分布还是均匀的。
2. HashMap的负载因子为什么默认为0.75
-
其实这个答案就在源码注释中
，这里直接上图：
负载说明
3. HashMap在什么情况下链表结构改用树结构
- 当节点元素个数超过8个的时候改用树结构，个数遵循泊松分布，具体如下图：
取值说明
本文是个人初次源码解析，如有错误还请指正
