HashMap 내부 구조 깊이 분석
HashMap 의 데이터 구조 HashMap 은 주로 배열 로 데 이 터 를 저장 합 니 다. 우 리 는 모두 key 에 대해 해시 연산 을 할 것 이라는 것 을 알 고 있 습 니 다. 하 계 연산 은 중복 되 는 해시 값 이 있 고 해시 값 의 충돌 에 대해 HashMap 은 링크 로 해결 합 니 다.HashMap 에 이러한 속성 성명 이 있 습 니 다: transient Entry [] table;Entry 는 HashMap 에 저 장 된 데이터 입 니 다. 속성 은 다음 과 같 습 니 다.
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4final K key;
V value;
final int hash;
Entry<K,V> next;넥 스 트 보이 시 나 요?next 는 해시 충돌 을 위해 존재 한다.예 를 들 어 해시 연산 을 통 해 새로운 요 소 는 배열 의 10 번 째 위치 에 있어 야 하지만 10 번 째 위 치 는 Entry 가 있 습 니 다. 그러면 좋 습 니 다. 새로 추 가 된 요 소 를 10 번 째 위치 에 두 고 10 번 째 위치의 기 존 Entry 를 현재 새로 추 가 된 Entry 의 next 속성 에 할당 합 니 다.배열 에 저 장 된 링크, 링크 는 하 쉬 충돌 을 해결 하기 위 한 것 이 므 로 주의해 야 한다.몇 개의 관건 적 인 속성 으로 데 이 터 를 저장 하 는 배열 transient Entry [] table;이 위 에 기본 용량 이 언급 되 어 있 습 니 다.
1static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;최대 용량
1static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;기본 로드 인자, 로드 인 자 는 하나의 비율 입 니 다. HashMap 의 데이터 크기 > = 용량 * 로드 인 자 를 불 러 올 때 HashMap 은 용량 을 확장 합 니 다.
1static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;실제 데이터 크기 가 threshold 를 초과 할 때 HashMap 은 용량 을 확대 합 니 다. threshold = 용량 * 로드 인자
1int threshold;로 딩 인자
1final float loadFactor;HashMap 의 초기 프로 세 스 구조 함수 1
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20public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor); // Find a power of 2 >= initialCapacity
int capacity = 1;
while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1; this.loadFactor = loadFactor;
threshold = (int)(capacity * loadFactor);
table = new Entry[capacity];
init();
}여기 주목 해.
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2while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1;capacity 야 말로 initialCapacity 가 아니 라 초기 용량 입 니 다. 이것 은 new HashMap (9, 0.75) 을 실행 하면 특히 주의해 야 합 니 다.그럼 HashMap 의 초기 용량 은 9 가 아니 라 16 입 니 다. 왜 그런 지 생각해 보 세 요.
구조 함수 2
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3 public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}구조 함수 3, 모두 기본 값
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6 public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
init();
}구조 함수
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5public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
putAllForCreate(m);
}어떻게 해시 해시 맵 은 대상 의 hashcode 를 해시 값 으로 하 는 것 이 아니 라 key 의 hashcode 를 연산 하여 최종 해시 값 을 얻 고 얻 은 해시 값 도 배열 의 위치 가 아 닙 니 다. get 이 든 put 이 든 다른 방법 이 든 해시 값 을 계산 하 는 것 은 이 문장 입 니 다.
1int hash = hash(key.hashCode());hash 함 수 는 다음 과 같 습 니 다:
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3static int hash(int h) {
return useNewHash ? newHash(h) : oldHash(h);
}useNewHash 성명 은 다음 과 같 습 니 다:
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2private static final boolean useNewHash;
static { useNewHash = false; }이것 은 useNewHash 가 사실 줄곧 false 이 고 바 꿀 수 없 는 것 을 설명 한다. hash 함수 에서 useNewHash 에 대한 판단 은 정말 불필요 하 다.
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14private static int oldHash(int h) {
h += ~(h << 9);
h ^= (h >>> 14);
h += (h << 4);
h ^= (h >>> 10);
return h;
}
private static int newHash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}사실 HashMap 의 해시 함 수 는 항상 oldHash 일 것 입 니 다.
데이터 의 위 치 를 확인 하면 아래 두 줄 을 보 세 요.
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2int hash = hash(k.hashCode());int i = indexFor(hash, table.length);첫 번 째 줄 은 위 에서 말 했 듯 이 해시 값 을 얻 는 것 이 고 두 번 째 줄 은 해시 가 가리 키 는 요소 가 배열 에 있 는 위 치 를 계산 하 는 것 이다. 위치의 계산 은 해시 값 과 배열 의 길 이 를 위치 와 연산 하 는 것 이다.
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3static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}put 방법 은 도대체 무엇 을 했 습 니까?
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19public 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;
}키 가 NULL 이면 단독으로 처리 합 니 다. puutForNullKey 방법 을 보십시오.
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17 private V putForNullKey(V value) {
int hash = hash(NULL_KEY.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == NULL_KEY) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i);
return null;
}NULL_KEY 의 성명:
1static final Object NULL_KEY = new Object();이 코드 는 해시 충돌 을 처리 하 는 것 입 니 다. 즉, 배열 의 특정한 위치 에 있 는 대상 이 유일한 것 이 아 닐 수도 있 습 니 다. 이것 은 링크 구조 입 니 다. 해시 값 에 따라 링크 를 찾 은 후에 링크 를 옮 겨 다 니 며 key 와 같은 대상 을 찾 아 교체 하고 오래된 값 으로 돌아 가 야 합 니 다.
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8for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == NULL_KEY) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}이 위 치 를 옮 겨 다 니 는 링크 가 key 와 같은 것 을 찾 지 못 하면 현재 대상 을 링크 에 추가 합 니 다.
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3 modCount++;
addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i);
return null;addEntry 방법 도 보 세 요.
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6 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);
}table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e);Entry 대상 을 새로 만 들 고 현재 위치 에 있 는 Entry 링크 의 머리 에 놓 습 니 다. 아래 의 Entry 구조 함 수 를 보면 알 수 있 습 니 다. 빨간색 부분 에 주의 하 세 요.
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6Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}어떻게 용량 을 늘 립 니까?put 원 소 를 사용 할 때 용량 제한 에 도달 하면 HashMap 은 용량 을 늘 리 고 새로운 용량 은 영원히 원래 의 2 배 입 니 다.위의 put 방법 에는 다음 과 같은 부분 이 있 습 니 다.
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2if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);이것 은 확장 판단 이다. 데이터 크기 가 HashMap 의 최대 용량 에 이 를 때 만 확장 되 는 것 이 아니 라 threshold 가 지정 한 값 에 이 를 때 확장 되 기 시작 하 는 것 이다. threshold = 최대 용량 ＊ 로드 인자.resize 방법 을 보 세 요.
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13void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
transfer(newTable);
table = newTable;
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}빨간색 파 트 의 transfer 방법 을 중점적으로 살 펴 보 겠 습 니 다.
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17 void transfer(Entry[] newTable) {
Entry[] src = table;
int newCapacity = newTable.length;
for (int j = 0; j < src.length; j++) {
Entry<K,V> e = src[j];
if (e != null) {
src[j] = null;
do {
Entry<K,V> next = e.next;
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
}
}
}tranfer 방법 은 모든 요 소 를 다시 해시 합 니 다. 새로운 용량 이 커지 기 때문에 모든 요소 의 해시 값 과 위 치 는 다 릅 니 다.
하 쉬 맵 1: 동시 다발 장면 에서 하 쉬 맵 을 사용 하지 마 세 요. 하 쉬 맵 은 스 레 드 가 안전 하지 않 습 니 다. 여러 스 레 드 에 의 해 공 유 된 작업 을 하면 예측 할 수 없 는 문 제 를 일 으 킬 수 있 습 니 다. sun 에 따 르 면 확장 할 때 링크 의 폐쇄 를 일 으 킬 수 있 고 get 요 소 를 할 때 무한 순환 을 일 으 키 며 결 과 는 cpu 100% 입 니 다.get 방법의 빨 간 부분 을 보 겠 습 니 다.
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13public 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;
}2: 데이터 크기 가 고정 되 어 있다 면 HashMap 에 합 리 적 인 용량 값 을 설정 하 는 것 이 좋 습 니 다.
위의 분석 에 따 르 면 HashMap 의 초기 기본 용량 은 16 이 고 기본 로드 인 자 는 0.75 입 니 다. 즉, HashMap 의 기본 구조 함 수 를 사용 하면 데 이 터 를 증가 할 때 데이터 의 실제 용량 이 10 * 0.75 = 12 를 초과 할 때 HashMap 은 확장 되 고 확장 은 일련의 연산 을 가 져 옵 니 다. 원래 용량 의 2 배 인 배열 을 새로 만 들 고 기 존의 요 소 를 모두 다시 해시 합 니 다.만약 당신 의 데이터 가 수천 수만 개가 있 고 기본 적 인 HashMap 구조 함 수 를 사용한다 면 그 결 과 는 매우 비극 적 입 니 다. HashMap 이 계속 확대 되 고 해시 가 끊 이지 않 기 때 문 입 니 다. HashMap 을 사용 하 는 장면 에서 여러 스 레 드 가 HashMap 을 공유 하지 않 을 것 입 니 다. HashMap 포장 과 동기 화 되 지 않 는 한 이 로 인해 발생 하 는 메모리 비용 과 cpu 비용 은 어떤 상황 에서 치 명 적일 수 있 습 니 다.
이 내용에 흥미가 있습니까?
현재 기사가 여러분의 문제를 해결하지 못하는 경우 AI 엔진은 머신러닝 분석(스마트 모델이 방금 만들어져 부정확한 경우가 있을 수 있음)을 통해 가장 유사한 기사를 추천합니다:
다양한 언어의 JSONJSON은 Javascript 표기법을 사용하여 데이터 구조를 레이아웃하는 데이터 형식입니다. 그러나 Javascript가 코드에서 이러한 구조를 나타낼 수 있는 유일한 언어는 아닙니다. 저는 일반적으로 '객체'{}...
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