HashMap详解✨

为什么HashMap不是线程安全的如何实现线程安全的HashMap

HashMap源码

是一个常用的数据结构它实现了Map接口允许我们通过键值对的形式存储和快速查找数据。

HashMap的底层是基于哈希表hash

table的实现它的高效性和灵活性使其在各种编程场景中广受欢迎。

本文将详细介绍HashMap的原理、使用方法、优缺点并提供一些常见的面试题。

pairs每个键对应一个唯一的值。

HashMap不保证顺序并且允许null值作为键或值。

import

3);System.out.println(map.get(one));

输出:

HashMap使用哈希表来存储数据。

键的哈希值通过hash()方法计算然后通过哈希函数将哈希值映射到数组的索引位置上。

通过链地址法chaining来解决哈希冲突即在每个数组索引处存储一个链表Java

public

{System.out.println(entry.getKey()

entry.getValue());

HashMap是Java中一个强大且高效的集合类用于快速查找和存储键值对。

理解其工作原理和常用操作对于提高编程效率和解决复杂问题非常有帮助。

常见面试题

HashMap的底层实现原理是什么如何解决HashMap中的哈希冲突HashMap和Hashtable的区别是什么在什么情况下HashMap会发生扩容为什么HashMap不是线程安全的如何实现线程安全的HashMap

常见面试题解答

table实现的。

它内部使用一个数组来存储元素每个数组的元素被称为“桶”bucket。

当我们向HashMap中插入一个键值对时会先根据键的hashCode()方法计算出哈希值然后通过哈希函数将哈希值映射到数组的索引位置上。

HashMap通过链地址法chaining来解决哈希冲突即每个桶中存储一个链表Java

public

HashMap采用链地址法chaining来解决哈希冲突。

具体方法是每个桶中存储一个链表或者在Java

8及之后版本中当链表长度超过一定阈值时会转换成红黑树所有映射到同一索引位置的键值对都会存储在这个链表或红黑树中。

当插入一个新的键值对时如果该键值对的哈希值映射到的索引位置已经存在其它元素则会将新的键值对添加到该位置的链表或红黑树中。

线程安全性

Hashtable是线程安全的所有方法都是同步的而HashMap不是线程安全的适用于单线程环境或通过外部同步来保证线程安全。

null键和值

HashMap允许一个null键和多个null值而Hashtable不允许null键和值。

性能

由于Hashtable的方法是同步的因此在单线程环境下性能比HashMap差。

遗产

Hashtable是基于较老的Dictionary类实现的而HashMap是从Java

在什么情况下HashMap会发生扩容

HashMap会在容量达到阈值默认是当前容量的0.75倍时发生扩容。

扩容时HashMap的容量会变为原来的两倍并重新哈希已有的键值对重新分配到新的桶中。

扩容可以避免哈希冲突保持HashMap的高效性。

为什么HashMap不是线程安全的如何实现线程安全的HashMap

HashMap不是线程安全的因为它的所有方法都不是同步的。

在多线程环境下多个线程同时修改HashMap的结构可能导致数据不一致或出现死循环。

使用Collections.synchronizedMap(MapK,

m)方法

Collections.synchronizedMap(new

HashMap());

这是Java提供的线程安全的Map实现适用于高并发环境。

它通过分段锁机制Segmented

Integer

key.equals(k))))//如果一样证明为修改操作该节点的数据赋值给e,后边会用到e

instanceof

((TreeNodeK,V)p).putTreeVal(this,

tab,

value);//新数据和当前数组既不相同也不是红黑树节点证明是链表else

{//遍历链表for

null);//因为新插入了一条数据所以判断链表长度是不是大于等于8if

(binCount

1st//如果是进行转换红黑树操作treeifyBin(tab,

hash);break;}//判断链表当中有数据相同的值如果一样证明为修改操作if

(e.hash

key.equals(k))))break;//把下一个节点赋值为当前节点p

null)

value;afterNodeAccess(e);//返回老值return

oldValue;}}//计数器计算当前节点的修改次数modCount;//当前数组中的数据数量如果大于扩容阈值if

(size

threshold)//进行扩容操作resize();//空方法afterNodeInsertion(evict);//添加操作时

返回空值return

table;//如果当前数组为null的时候把oldCap老数组容量设置为0int

oldCap

{//如果是将扩容阈值直接设置为int类型的最大数值并直接返回threshold

OldCap

1等价于oldCap*2//运算过后判断是不是最大值并且oldCap需要大于16else

((newCap

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)newThr

oldThr

等价于oldThr*2}//如果oldCap0但是已经初始化了像把元素删除完之后的情况那么它的临界值肯定还存在

(oldThr

oldThr;//数组未初始化的情况将阈值和扩容因子都设置为默认值else

zero

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;newThr

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);}//初始化容量小于16的时候扩容阈值是没有赋值的if

(newThr

loadFactor;//判断新容量和新阈值是否大于最大容量newThr

(newCap

Integer.MAX_VALUE);}//计算出来的阈值赋值threshold

newThr;SuppressWarnings({rawtypes,unchecked})//根据上边计算得出的容量

NodeK,V[]

e;//判断当前下标为j的数组如果不为空的话赋值个e进行下一步操作if

((e

null)//如果没有就重新计算在新数组中的下标并放进去newTab[e.hash

(newCap

TreeNode)//进行红黑树的操作((TreeNodeK,V)e).split(this,

newTab,

oldCap);//有下个节点的情况并且没有树化链表形式else

{//比如老数组容量是16那下标就为0-15//扩容操作*2容量就变为32下标为0-31//低位0-15高位16-31//定义了四个变量//

低位头

{//如果低位尾为null证明当前数组位置为空没有任何数据if

(loTail

e;//低位尾不为null证明已经有数据了else//将数据放入next节点loTail.next

e;//记录低位尾数据loTail

{//如果高位尾为null证明当前数组位置为空没有任何数据if

(hiTail

e;//高位尾不为null证明已经有数据了else//将数据放入next节点hiTail.next

e;//记录高位尾数据hiTail

null;//将低位头放入新数组的原下标位置newTab[j]

(hiTail

null;//将高位头放入新数组的(原下标原数组容量)位置newTab[j

oldCap]

e;//hash(key)获取key的hash值//调用getNode方法见下面方法return

getNode(hash(key),

{//判断hash值和key是否相等如果是则直接返回桶中只有一个数据大部分的情况if

(first.hash

((TreeNodeK,V)first).getTreeNode(hash,

{if