1.结构(JDK1.7)
HashMap底层主要代码:
transient Entry[] table;
从代码中可以看到一个hashmap的主干就是一个数组结构,当新建一个hashmap的时候,就会初始化一个数组。
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
final int hash;
Entry<K,V> next;
..........
}
Entry就是数组中的元素,它持有一个指向下一个元素的引用,这就构成了链表。
往hashmap中put元素的时候,先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置(即下标),然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。如果这个元素所在的位子上已经存放有其他元素了,那么在同一个位子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。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。从这里我们可以想象得到,如果每个位置上的链表只有一个元素,那么hashmap的get效率将是最高的
2.扩容机制
2.1变量:
- Node<K,V>:链表节点,包含了key、value、hash、next指针四个元素
- table:Node<K,V>类型的数组,里面的元素是链表,用于存放HashMap元素的实体,即容量,默认16。
- size:记录了放入HashMap的元素个数
- loadFactor:负载因子,默认是0.75
- threshold:扩容的阈值,决定了HashMap何时扩容,以及扩容后的大小,一般等于,等于 table * loadFactor,默认12。当元素数量超过阈值时便会触发扩容。
2.2扩容时间:
HashMap使用的是懒加载,构造完HashMap对象后,只要不进行put 方法插入元素之前,HashMap并不会去初始化或者扩容table。
当首次调用put方法时,HashMap会发现table为空然后调用resize方法进行初始化,当添加完元素后,如果HashMap发现size(元素总数)大于threshold(阈值),则会调用resize方法进行扩容
2.3JDK7扩容机制:
- 空参数的构造函数:以默认容量、默认负载因子、默认阈值初始化数组。内部数组是空数组。
- 有参构造函数:根据参数确定容量、负载因子、阈值等。
- 第一次put时会初始化数组,其容量变为不小于指定容量的2的幂数。然后根据负载因子确定阈值。
- 如果不是第一次扩容,则 新容量 = 旧容量 * 2;新阈值 = 新容量 * 负载因子
2.4JDK8扩容机制:
- 空参数的构造函数:实例化的HashMap默认内部数组是null,即没有实例化。第一次调用put方法时,则会开始第一次初始化扩容,长度为16。
- 有参构造函数:用于指定容量。会根据指定的正整数找到不小于指定容量的2的幂数,将这个数设置赋值给阈值(threshold)。第一次调用put方法时,会将阈值赋值给容量,然后让 阈值 = 容量 * 负载因子。(因此并不是我们手动指定了容量就一定不会触发扩容,超过阈值后一样会扩容)
- 如果不是第一次扩容,则容量变为原来的2倍,阈值也变为原来的2倍。(容量和阈值都变为原来的2倍时,负载因子还是不变)
- 首次put时,先会触发扩容(算是初始化),然后存入数据,然后判断是否需要扩容
- 不是首次put,则不再初始化,直接存入数据,然后判断是否需要扩容