标签：hashmap工作原理 hahmap详解 hashmap深入分析 hashmap的使用 java中hashmap
面试的时候经常会遇见诸如：“java中的HashMap是怎么工作的”，“HashMap的get和put内部的工作原理”这样的问题。本文将用一个简单的例子来解释下HashMap内部的工作原理。首先我们从一个例子开始，而不仅仅是从理论上，这样，有助于更好地理解，然后，我们来看下get和put到底是怎样工作的。
我们来看个非常简单的例子。有一个”国家”(Country)类，我们将要用Country对象作为key，它的首都的名字（String类型）作为value。下面的例子有助于我们理解key-value对在HashMap中是如何存储的。
1. Country.java
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
|
package
org.arpit.javapostsforlearning;public
class
Country { String
name; long
population; public
Country(String name, long
population) { super(); this.name
= name; this.population
= population; } public
String getName() { return
name; } public
void
setName(String name) { this.name
= name; } public
long
getPopulation() { return
population; } public
void
setPopulation(long
population) { this.population
= population; } //
If length of name in country object is even then return 31(any random number) and if odd then return 95(any random number). //
This is not a good practice to generate hashcode as below method but I am doing so to give better and easy understanding of hashmap. @Override public
int
hashCode() { if(this.name.length()%2==0) return
31; else return
95; } @Override public
boolean
equals(Object obj) { Country
other = (Country) obj; if
(name.equalsIgnoreCase((other.name))) return
true; return
false; }} |
如果想了解更多关于Object对象的hashcode和equals方法的东西，可以参考：
java中的hashcode()和equals()方法
2. HashMapStructure.java(main class)
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
|
import
java.util.HashMap;import
java.util.Iterator; public
class
HashMapStructure { /** *
@author Arpit Mandliya */ public
static
void
main(String[] args) { Country
india=new
Country("India",1000); Country
japan=new
Country("Japan",10000); Country
france=new
Country("France",2000); Country
russia=new
Country("Russia",20000); HashMap<country,string>
countryCapitalMap=new
HashMap<country,string>(); countryCapitalMap.put(india,"Delhi"); countryCapitalMap.put(japan,"Tokyo"); countryCapitalMap.put(france,"Paris"); countryCapitalMap.put(russia,"Moscow"); Iterator<country>
countryCapitalIter=countryCapitalMap.keySet().iterator();//put
debug point at this line while(countryCapitalIter.hasNext()) { Country
countryObj=countryCapitalIter.next(); String
capital=countryCapitalMap.get(countryObj); System.out.println(countryObj.getName()+"----"+capital); } } }
|
现在，在第23行设置一个断点，在项目上右击->调试运行(debug as)->java应用(java application)。程序会停在23行，然后在countryCapitalMap上右击，选择“查看”（watch）。将会看到如下的结构：
从上图可以观察到以下几点：
有一个叫做table大小是16的Entry数组。
这个table数组存储了Entry类的对象。HashMap类有一个叫做Entry的内部类。这个Entry类包含了key-value作为实例变量。我们来看下Entry类的结构。Entry类的结构：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
|
static
class
Entry implements
Map.Entry{ final
K key; V
value; Entry
next; final
int
hash; ...//More
code goes here}
` |
每当往hashmap里面存放key-value对的时候，都会为它们实例化一个Entry对象，这个Entry对象就会存储在前面提到的Entry数组table中。现在你一定很想知道，上面创建的Entry对象将会存放在具体哪个位置（在table中的精确位置）。答案就是，根据key的hashcode()方法计算出来的hash值（来决定）。hash值用来计算key在Entry数组的索引。
现在，如果你看下上图中数组的索引10，它有一个叫做HashMap$Entry的Entry对象。
我们往hashmap放了4个key-value对，但是看上去好像只有2个元素！！！这是因为，如果两个元素有相同的hashcode，它们会被放在同一个索引上。问题出现了，该怎么放呢？原来它是以链表(LinkedList)的形式来存储的(逻辑上)。
上面的country对象的key-value的hash值是如何计算出来的。
`
<code>Japan的Hash值是95，它的长度是奇数。 India的Hash值是95，它的长度是奇数。 Russia的Hash值是31，它的长度是偶数。 France，它的长度是偶数。 </code>
`
下图会清晰的从概念上解释下链表。
所以，现在假如你已经很好地了解了hashmap的结构，让我们看下put和get方法。
Put :
让我们看下put方法的实现：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
|
/** *
Associates the specified value with the specified key in this map. If the *
map previously contained a mapping for the key, the old value is *
replaced. * *
@param key *
key with which the specified value is to be associated *
@param value *
value to be associated with the specified key *
@return the previous value associated with <tt>key</tt>, or <tt>null</tt> *
if there was no mapping for <tt>key</tt>. (A <tt>null</tt> return *
can also indicate that the map previously associated *
<tt>null</tt> with <tt>key</tt>.) */ public
V put(K key, V value) { if
(key == null) return
putForNullKey(value); int
hash = hash(key.hashCode()); int
i = indexFor(hash, table.length); for
(Entry<k , V> e = table[i]; e != null;
e = e.next) { Object
k; if
(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V
oldValue = e.value; e.value
= value; e.recordAccess(this); return
oldValue; } } modCount++; addEntry(hash,
key, value, i); return
null; } |
现在我们一步一步来看下上面的代码。
对key做null检查。如果key是null，会被存储到table[0]，因为null的hash值总是0。
key的hashcode()方法会被调用，然后计算hash值。hash值用来找到存储Entry对象的数组的索引。有时候hash函数可能写的很不好，所以JDK的设计者添加了另一个叫做hash()的方法，它接收刚才计算的hash值作为参数。如果你想了解更多关于hash()函数的东西，可以参考：hashmap中的hash和indexFor方法
indexFor(hash,table.length)用来计算在table数组中存储Entry对象的精确的索引。
在我们的例子中已经看到，如果两个key有相同的hash值(也叫冲突)，他们会以链表的形式来存储。所以，这里我们就迭代链表。
Get:
现在我们来看下get方法的实现：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
|
/** *
Returns the value to which the specified key is mapped, or {@code null} *
if this map contains no mapping for the key. * *
<p> *
More formally, if this map contains a mapping from a key {@code k} to a *
value {@code v} such that {@code (key==null ? k==null : *
key.equals(k))}, then this method returns {@code v}; otherwise it returns *
{@code null}. (There can be at most one such mapping.) * *
</p><p> *
A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i> indicate that *
the map contains no mapping for the key; it‘s also possible that the map *
explicitly maps the key to {@code null}. The {@link #containsKey *
containsKey} operation may be used to distinguish these two cases. * *
@see #put(Object, Object) */ public
V get(Object key) { if
(key == null) return
getForNullKey(); int
hash = hash(key.hashCode()); for
(Entry<k , V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null;
e = e.next) { Object
k; if
(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) return
e.value; } return
null; } |
当你理解了hashmap的put的工作原理，理解get的工作原理就非常简单了。当你传递一个key从hashmap总获取value的时候：
对key进行null检查。如果key是null，table[0]这个位置的元素将被返回。
key的hashcode()方法被调用，然后计算hash值。
indexFor(hash,table.length)用来计算要获取的Entry对象在table数组中的精确的位置，使用刚才计算的hash值。
在获取了table数组的索引之后，会迭代链表，调用equals()方法检查key的相等性，如果equals()方法返回true，get方法返回Entry对象的value，否则，返回null。
要牢记以下关键点：
标签：hashmap工作原理 hahmap详解 hashmap深入分析 hashmap的使用 java中hashmap
原文地址：http://blog.csdn.net/chenleixing/article/details/44003753
