学习笔记（9):深入讲解HashMap底层原理-Hash算法介绍和构造方法详解

1.Hash算法

散列表，又叫哈希表，它是基于快速存取的角度设计的，也是一种典型的空间换时间的做法。
散列表是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。
哈希冲突：即两个元素通过散列函数得到的地址相同。      

2.源码分析

·构造方法

public HashMap() {
       this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
  }
​
​
public HashMap(int initialCapacity) {
       this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
  }
​
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);
       this.loadFactor = loadFactor;
       this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
  }
​
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
       this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
       putMapEntries(m, false);
  }      

○ int类型构造方法

//可以自定义负载因子
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
   //判断初始容量
     if (initialCapacity < 0)
         throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                            initialCapacity);
   //判断容量最大值
     if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
         initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
   //负载因子判断
     if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
         throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                            loadFactor);
​
     this.loadFactor = loadFactor;
     //tableSizeFor
     this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
​
//计算初始容量，结果为比cap大的最小的2的指数幂
//cap=12-->结果为2^4=16
static final int tableSizeFor(int cap) {
   int n = cap - 1;
   n |= n >>> 1;
   n |= n >>> 2;
   n |= n >>> 4;
   n |= n >>> 8;
   n |= n >>> 16;
   return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
      

○ 参数为 Map<? extends K, ? extends V> m 的构造方法​​

public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
       this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
       putMapEntries(m, false);
  }
​
​
final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
//传入集合大小
     int s = m.size();
     if (s > 0) {
       //判断Node<K,V>[] table数组是否为null
         if (table == null) { // pre-size
             float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
             int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
                      (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
             if (t > threshold)
                 threshold = tableSizeFor(t);
        }
         else if (s > threshold)
           //扩容
             resize();
         for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
             K key = e.getKey();
             V value = e.getValue();
           //计算hash值，放入map
             putVal(hash(key), key, value, false, evict);
        }
    }
}
​
//获取key的hash值
static final int hash(Object key) {
       int h;
//对象的hashcode值 ^(异或) 对象的hashcode值的高位（前16位）
//目的：尽可能降低hash冲突，提高hashcode的随机性
       return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
  }
​
例如：
 hashcode = 1101 1001 , 容量 = 15
1101 1001
 ^0000 1101
 -----------
1101 0100
 & 0000 1111
 -----------
   0000 0100