Java HashMap分析之一 基本结构

Java的HashMap非常的常用，本篇研究它的实现算法，最后希望计算出内存占用，性能的量化数据，然后得出什么时候使用HashMap，什么时候不能滥用的结论。

　　HashMap实际上是一个数组，数组里面的每个元素都是一个链表。每个元素在通过put方法放入HashMap中的时候，要按照如下步骤进行：1.根据该元素自身提供的hashcode计算出散列值，该散列值就是数组的下标2.将新元素放入该数组位置的链表中先来看一下数组的定义：[java] view plaincopy /** * The table， resized as necessary. Length MUST Always be a power of two. */ transient Entry[] table;

　　这是一个数组，transient关键字告诉我们它不会参与序列化。既然是一个数组，总有数目上限，也就意味着如果存入HashMap的元素太多，导致数组大小不能够存放所有的链表的时候，数组大小必须要能够调整。所以首先来考察一下数组容量的相关算法。

　　第一，Entry是什么类型？

　　[java] view plaincopy static class Entry implements Map.Entry { final K key;V value;Entry next;final int hash;

　　/** * Creates new entry. */ Entry(int h， K k， V v， Entry n) { value = v;next = n;key = k;hash = h;}……

　　public final boolean equals(Object o) { if (!(o instanceof Map.Entry))

　　return false;Map.Entry e = (Map.Entry)o;Object k1 = getKey();Object k2 = e.getKey();if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) { Object v1 = getValue();Object v2 = e.getValue();if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))

　　return true;} return false;}

　　public final int hashCode() { return (key==null ？ 0 ： key.hashCode()) ^(value==null ？ 0 ： value.hashCode());}……

　　这是一个HashMap类的内部静态类。实现了Map.Entry接口。接受两个模板参数K和V.key和hash一旦在构造函数中被初始化，就不可改变，并且由于有next的存在，Entry可以构成一个单向链表。

　　比较重要的是equals和hashCode方法。代码先列出来，后面再解释。

　　第二，初始容量的设定大多数都在下面的构造函数里面。用于指定的initialCapacity不准小于0，也不能超过最大值。并且最终的capicity必须是2的n次方。还有如果使用了无参数的构造函数，默认会创建一个拥有16个元素的数组。

　　[java] view plaincopy public HashMap(int initialCapacity， float loadFactor) { if (initialCapacity < 0)

　　throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity： " + initialCapacity);if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

　　initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))

　　throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor： " + loadFactor);

　　// Find a power of 2 >= initialCapacity int capacity = 1;while (capacity < initialCapacity)

　　capacity <<= 1;

　　this.loadFactor = loadFactor;threshold = (int)(capacity * loadFactor);table = new Entry[capacity];init();}

　　第三，什么时候应该调整数组的大小？

　　算法是这样，有一个变量size保存了实际数组已经使用了多少个元素，并且如果size的值达到了变量threshold的值，就必须扩充数组的容量。threshold=capicity*loadFactor.capicity是数组最大的容纳元素个数，loadFactor可以在构造函数中制定，否则采用默认值0.75f.capicity的最大值是1<<30(也就是2的30次方，1073741824)。由此我们可以看到HashMap最多存放10亿多个链表。

　　第四，如何调整数组大小？

　　答案是2倍，很像C++里面的vector的分配策略。

　　[java] view plaincopy void addEntry(int hash， K key， V value， int bucketIndex) { Entry e = table[bucketIndex];table[bucketIndex] = new Entry(hash， key， value， e);if (size++ >= threshold)

　　resize(2 * table.length);}

　　第五，为什么数组大小必须是2的倍数？

　　在后面介绍散列值算法的时候会回答。

 

http://soft.chinabyte.com/database/34/12325034.shtml