jdk1.8 HashMap底层数据结构:散列表+链表+红黑树(图解+源码)


一、前言

  本文由jdk1.8源码整理而得,附自制jdk1.8底层数据结构图,并截取部分源码加以说明结构关系。

二、jdk1.8 HashMap底层数据结构图

三、源码

  1.散列表(Hash table,也叫哈希表):

    /**
     * The table, initialized on first use, and resized as
     * necessary. When allocated, length is always a power of two.
     * (We also tolerate length zero in some operations to allow
     * bootstrapping mechanics that are currently not needed.)
     */
    transient Node<K,V>[] table;

  2.链表:

    /**
     * Basic hash bin node, used for most entries.  (See below for
     * TreeNode subclass, and in LinkedHashMap for its Entry subclass.)
     */
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;
     …… }

  3.红黑树:

    /**
     * Entry for Tree bins. Extends LinkedHashMap.Entry (which in turn
     * extends Node) so can be used as extension of either regular or
     * linked node.
     */
    static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
        TreeNode<K,V> parent;  // red-black tree links
        TreeNode<K,V> left;
        TreeNode<K,V> right;
        TreeNode<K,V> prev;    // needed to unlink next upon deletion
        boolean red;
        ……
    }

四、问题探究

  1.散列表后面跟的“链表、红黑树”是怎么来的,都解决了哪些问题?

    答:

    ①链表的由来:Hash碰撞:不同的元素通过hash算法可能会得到相同的hash值,如果都放同一个桶里,后面放进去的就会覆盖前面放的,所以为了解决hash碰撞时元素被覆盖的问题,就有了在桶里放链表。

    ②红黑树的由来:假设现在HashMap集合中大多数的元素都放到了同一个桶里(由hash值计算而得的桶的位置相同),那么这些元素就在这个桶后面连成了链表。现在需要查询某个元素,那么此时的查询效率就很慢了,它是在做链表查询( O(N) 的查询效率)。为了解决这个问题,就引入了红黑树( log(n) 的查询效率):当链表到达一定长度时就在链表的后面创建红黑树。

    ③其实,“尽量避免hash 冲突,让元素较为均匀的放置到每个桶”才是查询效率最高的( O1 的查询效率),这和hash算法的实现息息相关,这里不做深究。

  2.如图可知,散列表后面跟的数据结构有可能是链表,也有可能是红黑树。散列表后面跟什么数据结构是怎么确定的?

    答:

    ①链表节点转换成红黑树节点的阈值, 节点数 >= 8 就转:

      static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

    ②红黑树节点转换链表节点的阈值, 节点数 <= 6 就转:

      static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

    ③转红黑树时, table的最小长度:

      static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

 


作者:赖皮梅,发布于:2019/07/31
原文:https://www.cnblogs.com/laipimei/p/11275235.html