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HashMap系列文章
第一篇HashMap源码中的成员变量你还不懂? 来来来！！！整理好的成员变量源码解析
第二篇撸啊撸，再次撸HashMap源码，踩坑源码中构造方法！！！每次都有收获
构造方法
构造一个空的HashMap，默认初始容量(16)和默认负载因⼦(0.75)
源码解析
// 构造一个无参数的构造方法public HashMap() {// 将默认的加载因子0.75赋值给loadFactor，并没有创建数组this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}
案例演示
@Testpublic void test_hash_map_con_no(){HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();}
构造⼀个具有指定的初始容量和默认负载因子(0.75)HashMap
源码解析
// 构造一个指定容量⼤⼩的构造函数public HashMap(int initialCapacity) {this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}
案例演示
@Testpublic void test_hash_map_con_in(){HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>(16);}
构造一个具有指定的初始容量和负载因⼦的HashMap
源码解析
// 指定容量⼤小和加载因⼦的构造函数 initialCapacity: 指定的容量 loadFactor:指定的加载因⼦public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {// 判断初始化容量initialCapacity是否小于0if (initialCapacity < 0)// 如果⼩于0，则抛出非法的参数异常IllegalArgumentExceptionthrow new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +initialCapacity);// 判断初始化容量initialCapacity是否⼤于集合的最大容量MAXIMUM_CAPACITY->2的30次幂if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)// 如果超过MAXIMUM_CAPACITY，会将MAXIMUM_CAPACITY赋值给initialCapacityinitialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;// 判断负载因⼦loadFactor是否小于等于0或者是否是⼀个⾮数值if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))// 如果满足上述其中之一，则抛出非法的参数异常IllegalArgumentExceptionthrow new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +loadFactor);// 将指定的加载因⼦赋值给HashMap成员变量的负载因子loadFactorthis.loadFactor = loadFactor;// tableSizeFor(initialCapacity) 判断指定的初始化容量是否是2的n次幂，如果不是那么会变为⽐指定初始化容量大的最小的2的n次幂。this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);}
案例演示
@Testpublic void test_hash_map_con_in_lo(){// 自定义初始化容量和加载因子HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>(16, 0.75f);}
疑惑代码
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);以上代码是源码中的最后一句代码，为啥不是this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity) * this.loadFactor ？这样才符合threshold的意思(当HashMap的size到达threshold这个阈值时会扩容)。 但是，请注意，在jdk8以后的构造方法中，并没有对table这个成员变量进行初始化，table的初始化被推迟到了put方法中，在put⽅法中会对threshold重新计算，put⽅法的【resize()方法】具体实现我会在这个系列其他文章会进行讲解。
总结
如果这个构造函数的initialCapacity小于0，将会抛出非法异常IllegalArgumentException。如果loadFactor的值是isNaN，则会抛出非法异常IllegalArgumentException。
构造一个包含另一个Map的构造函数和默认负载因子(0.75)
源码解析
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;// 负载因子loadFactor变为默认的负载因子0.75putMapEntries(m, false);}
案例演示
@Testpublic void test_hash_map_con_map(){HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();map.put(1, "aaa");map.put(2, "bbb");map.put(3, "ccc");// 使用构造方法HashMap<Integer, String> all = new HashMap<>(map);// 遍历查看all.forEach((k, v) -> System.out.println("k: " + k + " v: " + v));}
tableSizeFor方法,返回比指定初始化容量大的最小的2的n次幂
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;}
测试案例
// 搞个测试类【模拟上面的源码】 n >>> 1右移1位 |=按位运算@Testpublic void test_wei(){int n = 14 - 1; // 13n |= n >>> 1; // 15n |= n >>> 2; // 15n |= n >>> 4; // 15n |= n >>> 8; // 15n |= n >>> 16;// 15int i = (n < 0) ? 1 : (n >= 128) ? 128 : n + 1; // 16System.out.println(i);// 16}
符号解析
>>>是右移符号。比如给定的值为5【0101】，右移一位为2【0010】。
|符号为或运算。比如给定的值11 | 15,11对应的二进制【1011】，15对应的二进制【1111】，11 | 15结果为【1111】15。
源码解析
当在实例化
HashMap实例时，如果给定了initialCapacity(假设是5)，由于HashMap的 capacity必须都是2的幂，因此这个方法用于找到大于等于initialCapacity(假设是5)的最小的2的幂。
initialCapacity如果就是2的幂，则返回的还是这个数)。
为什么要对cap做减1操作【int n = cap - 1】？
这是为了防⽌，如果cap已经是2的幂， ⼜没有执行这个减1操作，则执行完后面的几条无符号右移操作之后，返回的capacity将是这个cap的2倍。假如cap的值为8，经过上面的计算得到的还是8。
计算举例
以方法tableSizeFor(int cap)举例测试的数 cap = 65int n = cap - 1; ===>>>> n = 65 - 1 = 6464 对应二进制 0100 0000 n >>> 1 右移1位0100 0000 ===>>>> 0010 0000n |= n >>> 1 对应于 0100 0000 | 0010 0000 = 0110 0000 【96】n >>> 2 右移2位0110 0000 ===>>>> 0001 1000 n |= n >>> 2 对应于 0110 0000 | 0001 1000 = 0111 1000 【120】n >>> 4 右移4位0111 1000 ===>>>> 0000 0111n |= n >>> 4 对应于 0111 1000 | 0000 0111 = 0111 1111 【127】n >>> 8右移8位0111 1111 ===>>>> 0000 0000n |= n >>> 8 对应于 0111 1111 | 0000 0000 = 0111 1111 【127】n >>> 16右移16位0111 1111 ===>>>> 0000 0000n |= n >>> 16 对应于 0111 1111 | 0000 0000 = 0111 1111 【127】最后执行 return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; 返回128【128为2的7次幂，加一的原因是凑成整数次幂】
putMapEntries添加键值对到集合中
// m：给定的集合。evict：最初构造此映射时为false。如果给定的集合为null，将会抛出空指针异常NullPointerExceptionfinal void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {// 获取给定集合的长度int s = m.size();// 判断给定的集合长度是否大于0if (s > 0) {// 判断table是否已经初始化if (table == null) {// pre-size// 未初始化，s为m的实际元素个数。预先计算一个容量ft。这里为什么加1呢？有啥特殊的含义吗？float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;// 上面计算的容量不小于最大值将这个值赋值给t，否则赋值给最大值int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);// 判断这个容量是否大于0，大于就对这个容量进行格式化，格式为2的幂if (t > threshold)threshold = tableSizeFor(t);}// 之前的数组中有元素，判断参数中的数组长度是否大于数组容量else if (s > threshold)// 扩容resize();// 遍历给定的集合for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {// 获取给定集合每个键值对的k和vK key = e.getKey();V value = e.getValue();// 将每一个entry的键值对放到数组中putVal(hash(key), key, value, false, evict);}}}
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F这一行代码中为什么要加1.0F？
问题出现的源码float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
s/loadFactor的结果是⼩数，加1.0F与(int)ft相当于是对小数做一个向上取整以尽可能的保证更大容量，更大的容量能够减少resize的调用次数。所以+ 1.0F是为了获取更大的容量。例如:原来集合的元素个数是6个，那么6/0.75是8，是2的n次幂，那么新的数组⼤小就是8了。
然后原来数组的数据就会存储到长度是8的新的数组中了，这样会导致在存储元素的时候，容量不够，还得继续扩容，那么性能就会降低了，而如果+1呢，数组长度直接变为16了，这样可以减少数组的扩容次数，从而提高效率。
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