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HashMap的结构(数组+链表+红黑树)

HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据,大多数情况下可以直接定位到它的值,因而具有很快的访问速度,但遍历顺序却是不确定的。 HashMap 最多只允许一条记录的键为 null,允许多条记录的值为 null。 HashMap 非线程安全,即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap,可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全,可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使HashMap 具有线程安全的能力,或者使用 ConcurrentHashMap。 我们用下面这张图来介绍HashMap 的结构。

Java7 HashMap结构

java7 HashMap结构.png

大方向上, HashMap 里面是一个数组,然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中,每个绿色的实体是嵌套类 Entry 的实例, Entry 包含四个属性: key, value, hash 值和用于单向链表的 next。

  • 1. capacity:当前数组容量,始终保持 2^n,可以扩容,扩容后数组大小为当前的 2 倍。

  • 2. oadFactor:负载因子,默认为 0.75。 

  • 3. threshold:扩容的阈值,等于 capacity * loadFactor 

Java8 对 HashMap 进行了一些修改, 最大的不同就是利用了红黑树,所以其由 数组+链表+红黑树 组成。

根据 Java7 HashMap 的介绍,我们知道,查找的时候,根据 hash 值我们能够快速定位到数组的具体下标,但是之后的话, 需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的,时间复杂度取决于链表的长度,为 O(n)。为了降低这部分的开销,在 Java8 中, 当链表中的元素超过了 8 个以后,会将链表转换为红黑树,在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(logN)。

Java8 HashMap结构

java8HashMap结构.png

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