JavaのHashMapソースを読む

10204 ワード

仕事の中でよく使う類に出会うことができて、しかしパッケージのあまりに良いため、普通はあまり多くの問題が現れないで、下層の実現に対する理解の比較的に少ないことを招いて、最近これらのものをすべて整理したいと思って、ついでに多くいくつかの実現の構想を学びます.共同検討を歓迎する
いくつかの問題を持ってソースコードを読みます.
  • HashMapはどのデータ構造に基づいて実現されていますか?
  • HashMapはどのように保存されていますか?
  • HashMapはどのように値を取りますか?

  • コードを読みながら理解する:
    実は彼のPutの方法を読むだけで前の2つの問題の答えを知ることができます!
    putメソッド
        public V put(K key, V value) {
            //        Hash           key       
            //          
            //         true  ,            
            //               
            return putVal(hash(key), key, value, false, true);
        }
    
        //        
        final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                       boolean evict) {
            // Node         ,                    
            Node[] tab; Node p; int n, i;
            //       ,      
            //    :
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                //              ,     Map   .      16
                n = (tab = resize()).length;
            //    
            //           - 1   hash    ,    key       ,   null     
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                //                ,     Node  
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else {
            //    
                Node e; K k;
                //               ,         
                //          key      key    ,        e      
                if (p.hash == hash &&
                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    e = p;
                //              
                else if (p instanceof TreeNode)
                    e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                //
                else {
                    //             
                    for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                        //        null  ,             
                        if ((e = p.next) == null) {
                            //              
                            p.next = newNode(hash, key, value, null);
                            //                   8   ,              
                            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;
                        //       ,  e   b           
                        p = e;
                    }
                }
                // e          
                if (e != null) { // existing mapping for key
                    //       
                    V oldValue = e.value;
                    //        
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    //       
                    return oldValue;
                }
            }
            //     + 1
            ++modCount;
            //                   
            if (++size > threshold)
                resize();
            //                    
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
        }
    

    resize()メソッド-HashMapサイズを調整する方法で、この方法は重要で、後の最適化のためにいくつかの戦略をしました.
    final Node[] resize() {
            Node[] oldTab = table;
            int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
            int oldThr = threshold;
            int newCap, newThr = 0;
            if (oldCap > 0) {
                //       1E   ,        
                if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                    threshold = Integer.MAX_VALUE;
                    return oldTab;
                }
                //     1E              
                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 {               //              。
                // **      ,       16**
                newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
                // **                  Map   0.75  **
                newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
            }
            //     resize  
            if (newThr == 0) {
                float ft = (float)newCap * loadFactor;
                newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                          (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
            }
            //      
            threshold = newThr;
            @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            //             ,            
                Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
            table = newTab;
            //   HashMap       
            if (oldTab != null) {
                for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                    Node e;
                    if ((e = oldTab[j]) != null) {
                        oldTab[j] = null;
                        //            ,         
                        if (e.next == null)
                            //     Hash      ,        
                            newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                            //           
                        else if (e instanceof TreeNode)
                            ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                        else { // preserve order ###         
                            ////      hash     -          
                            //             bucket  
                            Node loHead = null, loTail = null;
                            //          +oldCap  bucket 
                            Node hiHead = null, hiTail = null;
                            Node next;
                            do {
                                //      
                                next = e.next;
                                //                   
                                /**
                                          hash      bit 1  0   , 0      
                                   , 1      “   +oldCap” 
                                 */
                                 //        
                                if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                    //             ,null     ,     ,     
                                    //      
                                    if (loTail == null)
                                        //     
                                        loHead = e;
                                    else
                                        //            
                                       loTail.next = e;
                                    //            ,                
                                    loTail = e;
                                }
                                //              ,      
                                else {
                                    //         
                                    if (hiTail == null)
                                        //        
                                        hiHead = e;
                                    else
                                        //        
                                        hiTail.next = e;
                                    //          
                                    hiTail = e;
                                }
                            } 
                            //             !!!!
                            while ((e = next) != null);
                            //              
                            if (loTail != null) {
                                loTail.next = null;
                                newTab[j] = loHead;
                            }
                            //              +          ,  ,       
                            if (hiTail != null) {
                                hiTail.next = null;
                                newTab[j + oldCap] = hiHead;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            return newTab;
        }
    

    上記の知識を整理します.
    1. HashMap    +  +     
    2. HashMap         16,             75%,                          ,      2   ,      Integer.MAX_VALUE,     。
    3.                   ,                  
    4. HashMap   :
        1.         8 ,     TreeMap,         ,                    ,      .
        2.               ,              bit 0  1,        2     (       2 ),              ,          2     ,      ,  key      16   15  ,          15+16=31   。
        3.               : key hashCode、    、    
    
       :
    static final int hash(Object key) {   //jdk1.8 & jdk1.7
         int h;
         // h = key.hashCode()       hashCode 
         // h ^ (h >>> 16)             
         return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
       :
    static int indexFor(int h, int length) {  //jdk1.7   ,jdk1.8      ,         
         return h & (length-1);  //        
    }
    

    Mapはどのように値を取りますか?
    上で配列の位置をどのように位置決めするかを知っていれば、大まかな考えがあるのではないでしょうか.それとも、前回のコードでしょうか.
        //      key hash 
        final Node getNode(int hash, Object key) {
            Node[] tab; Node first, e; int n; K k;
            //          
            if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
                //                 
                (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
                //           ,         
                if (first.hash == hash && // always check first node
                    ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    return first;
                    //        ,          ,         getTreeNode    ,    .       null
                if ((e = first.next) != null) {
                    if (first instanceof TreeNode)
                        return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);
                    do {
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            return e;
                    } while ((e = e.next) != null);
                }
            }
            return null;
        }
    

    参考資料:http://www.importnew.com/20386.html-普通じゃない