Java HashMap 总结 (1.7/1.8)

底层结构

1.7：数组 + 链表
1.8：数组 + 链表 + 红黑树

put 方法流程

1.7

• 判断数组是否已初始化，没有则进行初始化（容量默认是16，若在构造方法中指定了则为大于等于指定容量的最小 2 的次幂）
• 计算下标，若 key 为 null 则下标为 0，key 不为 null 时下标为 hash & length - 1，其中 hash 值通过 key.hashCode() 与哈希种子计算得到
• 调用 addEntry 方法，先判断是否需要扩容，扩容条件为：元素数量(插入前) >= 容量 * 加载因子(默认0.75) 且该下标位置的元素不为 null
• 创建 Entry 对象放在新下标位置（头插法）

1.8

• 判断数组是否已初始化，没有则进行初始化（容量默认是16，若在构造方法中指定了则为大于等于指定容量的最小 2 的次幂）
• 计算下标，若 key 为 null 则下标为 0，key 不为 null 时下标为 hash & length - 1，其中 hash 值为 key.hashCode() 高16位与低16位异或的结果（没有哈希种子的逻辑）
• 执行插入逻辑（判断下标位置节点的类型）：
  • 为 null：直接插入新节点
  • 链表：使用尾插法插入新节点，若插入后链表长度超过 8 且数组长度 >= 64 则进行转红黑树（第二个条件不满足则进行扩容）
  • 红黑树：调用 putTreeVal 方法将节点插入到红黑树中
• 判断是否需要扩容，扩容条件为：元素数量(插入后) > 容量 * 加载因子(默认0.75)

扩容过程

1.7

• 创建新数组(长度为原来的 2 倍)
• 迁移数据
  • 判断是否需要 rehash（与系统参数有关，若不设置则一般为 false）
  • 计算在新数组中的下标，使用头插法插入

1.8

• 创建新数组(长度为原来的 2 倍)
• 迁移数据（判断下标位置节点的类型）
  • 单个节点：直接计算新数组中的下标并赋值 (1.8 没有 rehash 的逻辑)
  • 链表：先构造出两条链表(尾插法)，再一次性移到新数组 (节点在新数组中的下标只有两种可能，要么和原数组下标相同，要么是 原数组下标 + 原数组长度 )
  • 红黑树：也是按新下标构造两条链表 (但是是双向链表)，并移到新数组
    • 链表长度 <= 6：将该链表的节点类型 (TreeNode) 转换为普通链表节点
    • 链表长度 > 6：若另一条链表不为空则需要重新树化 (另一条链表为空则就是原来那棵树整个移过去了)

1.8 链表转红黑树的过程

• 将链表的节点替换为 TreeNode，形成双向链表
• 将链表的头节点作为红黑树的根节点，遍历链表，将元素插入到红黑树中 (插入过程中根节点可能会发生变化，链表的头节点也同步地改变 (moveRootToFront 方法))（扩容拆分红黑树时遍历的就是这条链表）

最后

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