目录 概述 属性详解 table entrySet size modCount threshold、loadFactor 源码知识点必备 getGenericInterfaces和getInterfaces区别 ParameterizedType getRawType getActualTypeArguments getOwnerType comparableClassFor (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) hash表维护 HashMap 数组长度是2^n ？ 神奇的hashmap遍历 put 流程跟踪 寒暄一句 # 加入战队 微信公众号 概述 本篇文章我们来聊聊大家日常开发中常用的一个集合类 - HashMap。HashMap 最早出现在 JDK 1.2中，底层基于散列算法实现。HashMap 允许 null 键和 null 值，在计算哈键的哈希值时，null 键哈希值为 0。HashMap 并不保证键值对的顺序，这意味着在进行某些操作后，键值对的顺序可能会发生变化。另外，需要注意的是，HashMap 是非线程安全类，在多线程环境下可能会存在问题。 属性详解 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 默认初始容量 MAXIMUM_CAPACITY 最大容量 DEFAULT_LOAD_FACTOR 默认负载因子 TREEIFY_THRESHOLD 一个桶的树化阈值(超过此值会变成红黑树) UNTREEIFY_THRESHOLD 一个树的链表还原阈值(小于此值在resize的时候会变回链表) MIN_TREEIFY_CAPACITY 哈希表的最小树形化容量(为了避免进行扩容、树形化选择的冲突，这个值不能小于 4 * TREEIFY_THRESHOLD) table HashMap中的数组(hash表)。hash表的长度总是在2^n。至于原因吗，后面专门会说的。数组里存储的是Node节点的数据 entrySet Node　节点构成的 set size 当前map中存储节点的数据 modCount hashMap发生结构性变化的次数，节点转红黑树、扩容等操作。 threshold、loadFactor 扩容阙值和装载因子。 源码知识点必备 getGenericInterfaces和getInterfaces区别 getGenericInterfaces获取直接接口 getInterfaces获取所有接口 ParameterizedType 是Type的子接口，表示一个有参数的类型。就是我们俗称的泛型。实现这个接口的类必须提供equals方法。 getRawType 返回最外层<>前面那个类型，即Map的Map。 getActualTypeArguments 获取“泛型实例”中<>里面的“泛型变量”（也叫类型参数）的值，这个值是一个类型。因为可能有多个“泛型变量”（如：Map）,所以返回的是一个Type[]。 注意：无论<>中有几层<>嵌套，这个方法仅仅脱去最外层的<>，之后剩下的内容就作为这个方法的返回值，所以其返回值类型是不确定的。 getOwnerType 获得这个类型的所有者的类型，主要对嵌套定义的内部类而言。列如对java.util.Map.Node 调用getOwnerType方法返回的是interface java.util.Map接口 comparableClassFor HashMap类中有一个comparableClassFor(Object x)方法，当x的类型为X，且X直接实现了Comparable接口（比较类型必须为X类本身）时，返回x的运行时类型；否则返回null。通过这个方法，我们可以搞清楚一些与类型、泛型相关的概念和方法 (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) hashCode与自己的高16为进行异或 。 这样更分散 ps: & ： 全部为1则为1，否则为0 偏0 | ： 有一个为1则为1，否则为0 偏1 ^ ： 相同为0 不同为1 更加均衡。 均匀(分散) hash表维护 在文章开头我们就解释了HashMap中table就是我们的hash表。直观上我们可以理解成一个开辟空间的数组。HashMap通过hash(key)这个方法获取hash值。然后通过hash值确定key在hash表中的位置（(n - 1) & hash）。 综合上图我们也会发现问题了。key的个数是无限的。但是我们的hash表是有限的。如何能保证hash(key)不会落在同一个位置呢。答案是不能。换句话说就是我们hash(key)无法保证。也就是hashMap会发生hash碰撞的。hash函数只能尽量避免hash碰撞。上面的(key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)就是为了让hash更加分散点。这一点上面也作出了解释。 HashMap 数组长度是2^n ？ 上面解释了hashmap中hash函数为什么要^ 。 那么深度源码的小伙伴可能会问，为什么hashmap默认容量是16以及后期每次扩容的时候为什么是翻倍扩容。简而言之。为什么hashMap数组长度永远是2的倍数呢。 上面我们知道如何通过hash确定在数组中位置的。 (n - 1) & hash 关于这个n是数组的长度，hash就是key值通过hash函数计算出来的hash值。 & 运算规则是： 全部为1则为1，否则为0 假设目前hashMap容量是16 ， 我们来看看在扩容前后我们key的在是数组中的索引。 扩容前后 经过图片鲜明的对比我们发现，扩容前后是不会影响原来数据(高位为0)的索引位置的。这里要注意的是并不是说所有数据不受影响，只要原来从右至左第五位为0的hash会受影响，其他不会。这样大大减少了数组位置调换的操作。性能上也大大的提高了。从这里也可以看出hashmap容量越大，扩容是越复杂，因为容量越大，需要换位置的索引越多。 那么如果我们扩容是不是选择扩大2倍 ， 我们看看会发生什么样情况。 上图中是有16扩展成了24容量。这个时候我们会发现除了(从右至左)第五位以为第四位的数据也发生了变化。这样造成的接口是第四位和第五位的数据都会变化。这样增加了索引位置的数量。所以我们需要在每次扩容为原来的2倍。 神奇的hashmap遍历 做Java的肯定会遇到的一种情况是，为什么我的map遍历的顺序和我添加的顺序不一致呢。有时候我们做列表展示的时候对顺序是有要求的。但是hashmap偏偏和我们想的不一样。今天华仔带你看看为什么会出现这种神奇的遍历。 public final void forEach(Consumer action) { Node[] tab; if (action == null) throw new NullPointerException(); if (size > 0 && (tab = table) != null) { int mc = modCount; for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { for (Node e = tab[i]; e != null; e = e.next) action.accept(e.key); } if (modCount != mc) throw new ConcurrentModificationException(); } } 从上面的代码我们可以看出来hashmap在遍历时候，是先遍历数组然后取到数组中链表(红黑树)按照顺序获取node节点的。也即是说我们先按数组再按链表顺序。而不是按照你添加先后的顺序。而上面我们了解添加的node决定其位置的是key的hash值。所以这就解释了为什么hashmap遍历的时候和我们添加不一致的了。 put 流程跟踪 public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } 其他方法原理是相同的。值得注意的是remove后临界情况会发生红黑树转链表。所以转红黑树的这个阙值的选取有时候会影响性能的高低。下面看看put的实际源码吧。拜读下大佬的代码。 上面的代码可以看出来put实际调用的方法是putVal(); int hash ： key对应的hash值 K key, ： key V value, ： value onlyIfAbsent : 如果存在则忽略，默认false表示新值会覆盖旧值 boolean evict： 表示是否在构造table时调用 /** * Implements Map.put and related methods * * @param hash hash for key * @param key the key * @param value the value to put * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value * @param evict if false, the table is in creation mode. * @return previous value, or null if none */ final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node[] tab; Node p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node e; K k; 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) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); 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; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; } 寒暄一句 个人几天时间总结的，有网上前辈的总结，也有加入个人的想法。 再次申明：以上图片部分来自网络。 加入战队https://www.cnblogs.com/zhangxinhua/p/11456925.html#%E6%A6%82%E8%BF%B0