HashMap底层实现原理及面试常见问题
HashMap底层源码分析
HashMap在面试中经常被问到,今天就对hashMap的底层源码进行分析和解释
1.HashMap底层采用的存储结构
1.在JDK1.7及之前采用的存储结构是数组+链表
我们知道链表的优点是适合增删,但是存储的数据很多时查找的效率会很低,因此针对查找效率低的问题,对HashMap的存储结构进行了改进。
2.到了JDK1.8之后采用的是数组+链表+红黑树
保留了JDK1.7增删效率高的优点,由于增加了红黑树查找效率也提高了。
(1)首先解释一下什么是红黑树:红黑树是一个自平衡二叉树,查找效率很高。红黑树有以下几个特点:
1)每个节点只有两种颜色:红色或黑色
2)根节点必为黑色
3)每个叶子节点都是黑色的空节点
4)从根节点到叶子节点,不能出现两个红色的节点
5)从任一节点出发,到它下边的子结点的路径包含黑色节点数相同。
2.HashMap实现的原理
HashMap基于hashing的原理,通过提供put()和get()方法来存储和获取对象。
1.put()方法。
当把键值对的值传递给put()方法时,会调用hashCode()方法来计算hashcode,然后找到bucket位置来存储。
2.get()方法。
当要获取对象时,通过键对象的equals方法找到正确的键值对,然后返回值。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在下一个节点中。
3.HashMap源码分析
1.默认的初始化容量为16(2的n次幂),最大容量为2^30
2.默认的加载因子0.75,乘以数组容量得到的值用来表示元素个数达到多少时需要扩容
*0.75的原因:
(1)若小于0.75,如0.5,则数组长度达到一半大小就扩容,空间使用率降低;
(2)若大于0.75,如0.8,则会增大hash冲突的概率,影响查询的效率。
3.当链表的长度超过8时,转化为红黑树。
4.当红黑树上的元素个数减少到6个时就退化为链表;
5.链表转化为红黑树,除了有阈值的限制,还有一个限制:数组容量至少达到64,才会树化,这是为了避免数组扩容和树化阈值之间的冲突。
6.HashMap的源码如下(来源于知乎):
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
// 序列号
private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; // 默认的初始容量是16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量:2^30,超过仍按2^30来算
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 默认的填充因子(负载因子/加载因子)
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 当桶(bucket)上的结点数大于这个值时会转成红黑树
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 桶中结构转化为红黑树对应的table的最小大小
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; // 存储元素的数组,总是2的幂次倍
transient Node<k,v>[] table; // 下面会分析结构源码 // 存放具体元素的集
transient Set<map.entry<k,v>> entrySet; // 存放元素的个数,注意这个不等于数组的长度。
transient int size; // 每次扩容和更改map结构的计数器
transient int modCount; // 临界值 当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时,会进行扩容
int threshold; // 加载因子
final float loadFactor;
}
原文章:https://blog.csdn.net/weixin_48929324/article/details/112100700
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