HashMap的底层数据结构以及主要参数

HashMap的几个典型特点:

  1.底层由链表+数组实现

  2.可以存储null键和null值

 3.线性不安全

 4.初始容量为16,扩容每次都是2的n次幂(保证位运算)

 5.加载因子为0.75,当Map中元素总数超过Entry数组的0.75,触发扩容操作.

 6.并发情况下,HashMap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%

 (1)HashMap底层实现数据结构为数组+链表的形式,JDK8及其以后的版本中使用了数组+链表+红黑树实现,解决了链表太长导致的查询速度变慢的问题。

 (2)简单来说,HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的。HashMap通过key的HashCode经过扰动函数处理过后得到Hash值,然后通过位运算判断当前元素存放的位置,如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的hash值以及key是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。当Map中的元素总数超过Entry数组的0.75时,触发扩容操作,为了减少链表长度,元素分配更均匀。

HashMap的主要参数:

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY:默认的初始化容量,1<<4位运算的结果是16,也就是默认的初始化容量为16。当然如果对要存储的数据有一个估计值,最好在初始化的时候显示的指定容量大小,减少扩容时的数据搬移等带来的效率消耗。同时,容量大小需要是2的整数倍。

MAXIMUM_CAPACITY:容量的最大值,1 << 30位,2的30次幂。

 DEFAULT_LOAD_FACTOR:默认的加载因子,设计者认为这个数值是基于时间和空间消耗上最好的数值。这个值和容量的乘积是一个很重要的数值,也就是阈值,当达到这个值时候会产生扩容,扩容的大小大约为原来的二倍。

TREEIFY_THRESHOLD:因为jdk8以后,HashMap底层的存储结构改为了数组+链表+红黑树的存储结构(之前是数组+链表),刚开始存储元素产生碰撞时会在碰撞的数组后面挂上一个链表,当链表长度大于这个参数时,链表就可能会转化为红黑树,为什么是可能后面还有一个参数,需要他们两个都满足的时候才会转化。

UNTREEIFY_THRESHOLD:介绍上面的参数时,我们知道当长度过大时可能会产生从链表到红黑树的转化,但是,元素不仅仅只能添加还可以删除,或者另一种情况,扩容后该数组槽位置上的元素数据不是很多了,还使用红黑树的结构就会很浪费,所以这时就可以把红黑树结构变回链表结构,什么时候变,就是元素数量等于这个值也就是6的时候变回来(元素数量指的是一个数组槽内的数量,不是HashMap中所有元素的数量)。

  MIN_TREEIFY_CAPACITY:链表树化的一个标准,前面说过当数组槽内的元素数量大于8时可能会转化为红黑树,之所以说是可能就是因为这个值,当数组的长度小于这个值的时候,会先去进行扩容,扩容之后就有很大的可能让数组槽内的数据可以更分散一些了,也就不用转化数组槽后的存储结构了。当然,长度大于这个值并且槽内数据大于8时,那就转化为红黑树吧。

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