关于Java HashMap自动排序的简单剖析

关于Java HashMap自动排序的简单剖析

1.HashMap概述

HashMap是无序的，这里无序的意思是你取出数据的顺序与你存入数据的顺序不同

2.发现问题

当尝试向HashMap中存入int类型的key，可以看到在输出的时候会自动排序

HashMap map = new HashMap<>();

map.put(3, "asdf");

map.put(2, "asdf");

map.put(1, "asdf");

map.put(6, "asdf");

map.put(5, "asdf");

map.put(4, "asdf");

map.put(8, "asdf");

map.put(9, "asdf");

map.put(7, "asdf");

map.put(0, "asdf");

输出

3.实现原理

我们都知道，HashMap是数组加链表实现的，在链表长度大于8的时候将链表转化为红黑树

数组加链表画一下模型图是这样的，黑色的是数组，橙色的是链表，遍历HashMap的key的时候，先遍历第一列，然后第二列。。。

4.翻看源码

HashMap的默认数组长度为16，默认负载因子是0.75，意思就是当数组内不为null的元素大于（数组长度*负载因子）的时候就会拓容数组

如果数组长度和负载因子都是默认值，那当在数组中存入第13个元素后就会拓容16*0.75=12

/**

* The default initial capacity - MUST be a power of two.

*/

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

/**

* The load factor used when none specified in constructor.

*/

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

再读一下put方法和hash方法

public V put(K key, V value) {

return putVal(hash(key), key, value, false, true);

}

//获取key的hash，当key为int类型的时候hash=key的值

static final int hash(Object key) {

int h;

return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

}

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,

boolean evict) {

Node[] tab; Node p; int n, i;

//tab就是HashMap的数组，这句话就是初始化数组

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)

n = (tab = resize()).length;

//如果根据hash值来判断将此元素放在什么位置，如果数组当前位置

//为空直接存放，成为一个长度为一的链表

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//==================

tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

//如果不是，则将当前元素放在当前位置下元素的后边形成链表

else {

Node e; K k;

if (p.hash == hash &&

((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

e = p;

else if (p instanceof TreeNode)

e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

else {

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {

if ((e = p.next) == null) {

p.next = newNode(hash, key, value, null);

if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st

treeifyBin(tab, hash);

break;

}

if (e.hash == hash &&

((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

break;

p = e;

}

}

if (e != null) { // existing mapping for key

V oldValue = e.value;

if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)

e.value = value;

afterNodeAccess(e);

return oldValue;

}

}

++modCount;

if (++size > threshold)

//拓容数组

resize();

afterNodeInsertion(evict);

return null;

}

5.分析

17行：if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

(n - 1) & hash

n-1就是数组的length-1，现在数组长度是16，

15&hash，

例如，现在存入key为1，

15转成二进制为1111

1 转成二进制为0001,

所以i=15&1=1；

现在1就存放在数组下标为1的位置

如果放2，那miPPCeG就放在数组下标为2的位置，

如果再存放17的话，

1501111

1710001

15&17=1；因为数组下标1的位置有上一次存放的key为1的元素，所以就将key=17的元素挂在key=1的下边，

这是遍历HashMap的key就会变成1,17,2

顺序就会乱掉，现在数组的长度是16，已使用的是2，还没有达到拓容那一步，

6.验证

下边的代码是存放11个数据，拓容要存入第13个数据时进行拓容

HashMap map = new HashMap<>();

map.put(3, "asdf");

map.put(2, "asdf");

map.put(1, "asdf");

map.put(6, "asdf");

map.put(5, "asdf");

map.put(4, "asdf");

map.put(8, "asdf");

map.put(9, "asdf");

map.put(7, "asdf");

map.put(0, "asdf");

map.put(17,"saf");

// map.put(10,"saf");

// map.put(11,"saf");

for (int i : map.keySet()) {

System.out.println("key=" + i);

}

System.out.println("map.size()===============" + map.size());

下边这段代码的输出结果就是

和分析的一样，

如果再添加两个数据，使其拓容

HashMap map = new HashMap<>();

map.put(3, "asdf");

map.put(2miPPCeG, "asdf");

map.put(1, "asdf");

map.put(6, "asdf");

map.put(5, "asdf");

map.put(4, "asdf");

map.put(8, "asdf");

map.put(9, "asdf");

map.put(7, "asdf");

map.put(0, "asdf");

map.put(17,"saf");

// map.put(10,"saf");

// map.put(11,"saf");

for (int i : map.keySet()) {

System.out.println("key=" + i);

}

System.out.println("map.size()===============" + map.size());

输出是

又排好了顺序

7.结论

当所有key的hash的最大值<数组的长度-1时HashMap可以将存入的元素按照key的hash从小到大排序

不过这个发现没有什么用就是了，不过看了一天源码收获不少，还看到好几种没见过的写法

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