HashMap工作原理

HashMap原理图

  • HashMap的结构
    • 哈希表:数组与链表的结合
  • 数据操作的原理
    • put的时候,会先计算key的hashCode()值,选中数组对应的索引位置,放入到相应的位置。如果,此处已经存在元素,则以链表的形式存储。

    • get的时候,会计算key的hashCode()的值,选中位置,利用equals()方法去获取元素

  • HashMap的扩容

    • HashMap默认容量是16,负载因子为0.75 。 当有75%的索引中有数据时,便会扩容,每次以2倍的形式扩容。当容量大于 HashMap 中的 MAXIMUM_CAPACITY (1 << 30)值时,容量设置为 Integer.MAX_VALUE,达到最大容量值
  • 多线程死循环问题
    • HashMap在多线程put的时候,多次resize导致,一定几率的死循环问题。
  • ConcurrentHashMap为线程安全,其在put的时候,利用 synchronized加锁的方式,实现线程安全

ConcurrentHashMap的putVal 方法

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
        int hash = spread(key.hashCode());
        int binCount = 0;
        for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
            Node<K,V> f; int n, i, fh;
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                if (casTabAt(tab, i, null,
                             new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
                    break;                   // no lock when adding to empty bin
            }
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else {
                V oldVal = null;
                synchronized (f) {
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        if (fh >= 0) {
                            binCount = 1;
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        else if (f instanceof TreeBin) {
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                            if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                                           value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                    }
                }
                if (binCount != 0) {
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }
  • SynchronizedMap的线程安全
public V put(K key, V value) {
            synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
        }
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