HashMap底层实现原理(下)

HashMap底层实现原理(下)

公众号:saysayJava,敬请支持。

上一篇文章我们介绍了HashMap的底层实现,但还遗留了一点内容,我们再回顾一下上一篇文章里说的内容

执行完红框里的代码,personMap里放入了8个元素,放置完成后在堆内存表现如下图

如果忽略底层实现细节,是这样的

在Map中,一个key,对应了一个value,如果key的值已经存在,Map会直接替换value的内容,来看一下源码中是怎么实现的,来看以下代码

Person oldPerson1 = personMap.put("张三", new Person("新张三", 21));
Person oldPerson2 = personMap.put("孙七", new Person("新孙七", 32));

System.out.println("oldPerson1.getName() :" + oldPerson1.getName());
System.out.println("oldPerson2.getName() : " + oldPerson2.getName());
System.out.println("personMap.size() : " + personMap.size());

new了一个Person“新张三”,注意,key依然是张三,看一下源码

放入“新张三”时,会执行以上代码1、2、5

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

上面这段代码在上一篇文章已经改写过了,改写后的代码如下:

i = (n - 1) & hash;//hash是传过来的,其中n是底层数组的长度,用&运算符计算出i的值 
p = tab[i];//用计算出来的i的值作为下标从数组中元素
if(p == null){//这儿P不为null,所以下面这行代码不会执行。
     tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//这行代码不会执行
}

很简单,直接在底层数组里取值赋值给p,由于p不为null,执行else里的逻辑

Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&  //如果hash值相等,key也相等,或者equals相等,赋值给e
     ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
      e = p;//赋值给e

又看到了熟悉的equals方法,这里我们hash值相等,key的值也相等,条件成立,把值赋值给e。(如果key的值不相等,就比较equals方法,也就是说,就算key是一个新new出来的对象,只要满足equals,也视为key相同

if (e != null) { // existing mapping for key
     V oldValue = e.value;//定义一个变量来存旧值
     if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
     e.value = value;//把value的值赋值为新的值
     afterNodeAccess(e);
     return oldValue;//返回的值
}

这段代码就比较简单了,用新的value替换旧value并返回旧的value。画一下图

再new一个Person“新孙七”并put到personMap中,注意,key依然是“孙七”,会执行图17-2里的1、2、3、4、5,由于2、3不满足条件,实际执行的是1、4、5,1这一步已经说过了,重点说一下4这一步

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//循环
    if ((e = p.next) == null) {//如果循环到最后也没找到,把元素放到最后
        p.next = newNode(hash, key, value, null);//把元素放到最后
        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) //如果长度超>=8,转换成红黑树
            treeifyBin(tab, hash);//转换成红黑树
            break;
        }
        if (e.hash == hash && //这段代码和第2步一样
            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            break;
            p = e;//如果hash值相等,key也相等或者equals相等,赋值给e
        }
    }
}

其实就是循环链表的节点,直到找到"孙七"这个key,然后执行图17-2里的第5步,如果找不到,就添加到最后,这里我们key是“孙七”,在链表中找到元素替换value即可,再画一下图

最后来看看放到树里的方法putTreeVal,由于树的内容我们还没涉及到,下面只标注出了关键代码

和链表类似,循环(遍历)树的节点,如果找到节点,返回节点,执行图17-2里的第5步更新value。如果循环完整颗数都找不到相应的key,添加新节点。

最后我们看一下本文初那段示例代码的执行结果:

虽然元素已经替换成新的值,但示例中打印的是替换前的值,元素个数还是8不变,debug看一下,是不是value更新成功了

更新已经成功。


结合上一篇内容,做一个总结,在hashMap中放入(put)元素,有以下重要步骤:

1、计算key的hash值,算出元素在底层数组中的下标位置。

2、通过下标位置定位到底层数组里的元素(也有可能是链表也有可能是树)。

3、取到元素,判断放入元素的key是否==或equals当前位置的key,成立则替换value值,返回旧值。

4、如果是树,循环树中的节点,判断放入元素的key是否==或equals节点的key,成立则替换树里的value,并返回旧值,不成立就添加到树里。

5、否则就顺着元素的链表结构循环节点,判断放入元素的key是否==或equals节点的key,成立则替换链表里value,并返回旧值,找不到就添加到链表的最后。

精简一下,判断放入HashMap中的元素要不要替换当前节点的元素,key满足以下两个条件即可替换:

1、hash值相等。

2、==或equals的结果为true。


由于hash算法依赖于对象本身的hashCode方法,所以对于HashMap里的元素来说,hashCode方法与equals方法非常的重要,这也是在说说Java里的equals(中)一文中强调重写对象的equals方法一定要重写hashCode方法的原因,不重写的话,放到HashMap中可能会得不到你想要的结果!本示例中放入的key是String类型的,String这个类已经重写了hashCode方法,有兴趣的朋友可以自行查看源码。

如果喜欢本系列文章,请为我点赞或顺手分享,您的支持是我继续下去的动力,您也可以在评论区留言想了解的内容,有机会本专栏会做讲解,最后别忘了关注一下我。

上一篇:HashMap底层实现原理(上) - 知乎专栏

下一篇:HashSet的秘密 - 知乎专栏

本专栏所有文章请点击:专栏目录索引

转载无限欢迎,但请注明「作者」和「原文地址」。转载请在文中保留此段,感谢您对作者版权的尊重。如需商业转载或刊登,请联系作者获得授权。自助转载请点击:rightknights.com/materi

编辑于 2017-09-04

文章被以下专栏收录