HashMap原理解析

HashMap解析

HashMap的寻址算法优化

JDK1.8之后的hash运算

static final int hash(Object key) {
        int h;
        // 如果key为null,则hash值为0,否则调用key的hashCode()方法
        // 并让高16位与整个hash异或,这样做是为了使计算出的hash更分散
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
    

寻址算法

n 指的是数组的长度 数组的长度永远是2的次方,这里也是一个优化点

(n-1)&hash

使用&比取模的效率高很多

假设key的Hash值为

<u>1111 1111 1111 1111 1111 1010 0111 1100</u> (没有经过优化的Hash值)

hashCode^ (hashCode >>> 16)之后的结果:

<u>1111 1111 1111 1111 0000 0101 1000 0011</u>(经过优化和二进制计算新的Hash值 -- hash值的高16位没有变化)

--》这里所说的优化是怎么个意思?优化过后的hash值的低16位同时保留了高十六位和低十六位的特征,使得hash更均匀,之后再与数组长度进行&运算

小结

对于hash取址的操作有以下的两个优化点

  • hash算法的优化:对每个hash值,在他的低16位中,让高低16位进行了异或,让他的低16位同时保持了高低16位的特征,尽量避免一些hash值后续出现冲突,大家可能会进入数组的同一个位置。

  • 寻址算法的优化:用与运算替代取模,提升性能


HashMap是如何解决Hash的碰撞问题的

当出现hash冲突的时候,HashMap会在同一数组建立一个链表(拉链法),当链表的长度达到8的时候就会转化为红黑树,红黑树的查询效率是O(logn)

HashMap的扩容机制

HashMap底层是一个数组,当这个数组满了之后,他就会自动进行扩容,变成- -个更大的数组,让你
在里面可以去放更多的元素。默认情况下是两倍扩容。

HashMap何时进行扩容?

当hashmap中的元素个数超过数组大小loadFactor时,就会进行数组扩容,loadFactor的默认值为0.75,也就是说,默认情况下,数组大小为16,那么当hashmap中元素个数超过16 * 0.75=12的时候,就把数组的大小扩展为2*16=32 。

1111 & 结果2 = 5

11111 & 结果1 = 5

1111 1& 结果2 = 5 + 10000B = 5 + 16 = 21

HashMap的put过程


HashMap的resize操作

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