转
一.HashMap的数据结构：
在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表的数组”的数据结构，每个元素存放链表头结点的数组，即数组和链表的结合体。
HashMap底层就是一个数组，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。源码如下：
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
transient Entry[] table;
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
final int hash;
……
}
- 可以看出，Entry就是数组中的元素，每个Map.Entry就是一个key-value对，它持有一个指向下一个元素的引用，这就构成了链表。
二.HashMap的特点
初始化一个叫做table大小是16的Entry数组。
每当往hashmap里面存放key-value对的时候，都会为它们实例化一个Entry对象，这个Entry对象就会存储在前面提到的Entry数组table中。现在你一定很想知道，上面创建的Entry对象将会存放在具体哪个位置（在table中的精确位置）。
答案就是，根据key的hashcode()方法计算出来的hash值（来决定）。hash值用来计算key在Entry数组的索引。
三.put方法
/**
* Associates the specified value with the specified key in this map. If the
* map previously contained a mapping for the key, the old value is
* replaced.
*
* @param key
* key with which the specified value is to be associated
* @param value
* value to be associated with the specified key
* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or <tt>null</tt>
* if there was no mapping for <tt>key</tt>. (A <tt>null</tt> return
* can also indicate that the map previously associated
* <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
*/
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<k , V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
现在我们一步一步来看下上面的代码。
- 对key做null检查。如果key是null，会被存储到table[0]，因为null的hash值总是0。
- key的hashcode()方法会被调用，然后计算hash值。hash值用来找到存储Entry对象的数组的索引。有时候hash函数可能写的很不好，所以JDK的设计者添加了另一个叫做hash()的方法，它接收刚才计算的hash值作为参数。
- indexFor(hash,table.length)用来计算在table数组中存储Entry对象的精确的索引。
- 如果两个key有相同的hash值(也叫冲突)，他们会以链表的形式来存储。所以，这里我们就迭代链表。
- 如果在刚才计算出来的索引位置没有元素，直接把Entry对象放在那个索引上。
- 如果索引上有元素，然后会进行迭代，一直到Entry->next是null。当前的Entry对象变成链表的下一个节点。
- 如果我们再次放入同样的key会怎样呢？逻辑上，它应该替换老的value。事实上，它确实是这么做的。在迭代的过程中，会调用equals()方法来检查key的相等性(key.equals(k))，如果这个方法返回true，它就会用当前Entry的value来替换之前的value。
四.get方法
/**
* Returns the value to which the specified key is mapped, or {@code null}
* if this map contains no mapping for the key.
*
* <p>
* More formally, if this map contains a mapping from a key {@code k} to a
* value {@code v} such that {@code (key==null ? k==null :
* key.equals(k))}, then this method returns {@code v}; otherwise it returns
* {@code null}. (There can be at most one such mapping.)
*
* </p><p>
* A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i> indicate that
* the map contains no mapping for the key; it's also possible that the map
* explicitly maps the key to {@code null}. The {@link #containsKey
* containsKey} operation may be used to distinguish these two cases.
*
* @see #put(Object, Object)
*/
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());
for (Entry<k , V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}
当你理解了hashmap的put的工作原理，理解get的工作原理就非常简单了。当你传递一个key从hashmap总获取value的时候：
- 对key进行null检查。如果key是null，table[0]这个位置的元素将被返回。
- key的hashcode()方法被调用，然后计算hash值。
- indexFor(hash,table.length)用来计算要获取的Entry对象在table数组中的精确的位置，使用刚才计算的hash值。
- 在获取了table数组的索引之后，会迭代链表，调用equals()方法检查key的相等性，如果equals()方法返回true，get方法返回Entry对象的value，否则，返回null。
五.总结
- HashMap有一个叫做Entry的内部类，它用来存储key-value对。
- 上面的Entry对象是存储在一个叫做table的Entry数组中。
- table的索引在逻辑上叫做“桶”(bucket)，它存储了链表的第一个元素。
key的hashcode()方法用来找到Entry对象所在的桶。 - 如果两个key有相同的hash值，他们会被放在table数组的同一个桶里面。
- key的equals()方法用来确保key的唯一性。
- value对象的equals()和hashcode()方法根本一点用也没有。
