Java中HashMap的实现原理

昨天有人来公司面试，因为面试的地方和我坐的地方比较近，所以也听到了一部分内容。

 

问：Java 的 HashMap是怎么实现的？

答：通过键值对的形式保存需要存储的值。

 

很显然这个答案不是面试官要的，这个答案也引起了我的回忆。曾经我在面试时也被几次问道过这个问题，我当时也是类似的回答。所以今天抽空大致研究了下HashMap的源码。

 

HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。这可能让我们很不解，一个线性的数组怎么实现按键值对来存取数据呢？这里HashMap有做一些处理。

 

1.首先HashMap里面实现一个静态内部类Entry 其重要的属性有 key , value, next,从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean,我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组,这个数组就是Entry[]，Map里面的内容都保存在Entry[]里面。

 

2.既然是线性数组，为什么能随机存取？这里HashMap用了一个小算法，大致是这样实现：

存储时:

int hash = key.hashCode();--> 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值

int index = hash % Entry[].length;

Entry[index] = value;

取值时:

int hash = key.hashCode();

int index = hash % Entry[].length;

return Entry[index]

到这里我们轻松的理解了HashMap通过键值对实现存取的基本原理

 

3.疑问：如果两个key通过hash % Entry[].length得到的index相同，会不会有覆盖的危险？

  这里HashMap里面用到链式数据结构的一个概念.上面我们提到过Entry类里面有一个next属性,作用是指向下一个Entry。打个比方,第一个键值对A进来,通过计算其key的hash得到的index=0，记做:Entry[0] = A.一会后又进来一个键值对B,通过计算其index也等于0,现在怎么办？HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。

 

到这里为止，HashMap的大致实现，我们应该已经清楚了。

当然HashMap里面也包含一些优化方面的实现，这里也啰嗦一下。

比如：Entry[]的长度一定后，随着map里面数据的越来越长，这样同一个index的链就会很长，会不会影响性能？

HashMap里面设置一个因素（也称为因子），随着map的size越来越大，Entry[]会以一定的规则加长长度。

评论

4 楼 MyDreamNotDream 2013-05-21  

看代码看到这里很不容易呢。

3 楼 四书五经 2013-04-11  

to 楼上的 SonofGod :

这个时候这样去获取：
如果(值 等于 你想要的值) 返回该值
(抱歉，公司里面不能贴代码，以上自己转换成代码。)否则hashMap会继续next下去.

其实,当冲突发生时,它会用next链接起所有的元素，且所有的元素是按一种类似栈的形式存放的(也就是说，先来的放最后,后来的放最上面)

建议看下这个,debug下:
http://winse.iteye.com/blog/1331725

2 楼 SonofGod 2012-12-07  

请问 楼主 在疑问3中。多个key的hash值一样的话，存储时通过链式的指向存储的。正如你说的C.next = B,Entry[0] = C 这样；那么取值时候是如何定位到的呢？如想获得B的Value。

1 楼 SonofGod 2012-12-07  

请问 楼主 在疑问2中。多个可以的hash得到一样的hash值后存储时通过链式的指向存储好了。正如你说的C.next = B,Entry[0] = C；那么取得时候是如何定位到的呢？如想获得B的Value。