哈希值,又称:散列函式(或散列算法,又称哈希函式,英语:Hash Function)是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。想要了解哈希值,就需要了解哈希函数的性质。

HashMap如何求哈希值?

put源码:
 
 
public V put(K key, V value) {    
     return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
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put方法内部调用putVal()方法,还调用了hash()方法。hash()方法通过hash函数计算key对应的哈希值。
 
hash函数源码如下:
 
 
static final int hash(Object key) {    
   int h;    
   return V(key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
   }
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如果key为null,返回0,不为null,则通过(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)公式计算得到哈希值。
 
该公式通过hashCode的高16位异或低16位得到哈希值,主要从性能、哈希碰撞角度考虑,减少系统开销,不会造成因为高位没有参与下标计算从而引起的碰撞。
 
key不为0的例子:
 
1.假设key调用hashCode()方法,key.hashCode()为:1111 1111 1111 1111 1111 0000 1100 0001
 
2.右移16位后的值(h >>> 16):0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111
 
3.(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16),得到哈希值。(^(异或运算):相同的二进制数位上,数字相同则为0,不同则为1):
1111 1111 1111 1111 0000 1111 0011 1110
 
4.(n-1) & hash计算key在数组中的存放索引。n为数组长度,初始化数组长度为16。(&(与运算):相同的二进制数位上,都为1才是1,否则都是0):
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
 
 
得到key对应的哈希值后,再调用putVal(hash(key), key, value, false, true)方法插入元素:
 
 
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,              
                   boolean evict) {    
   Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;     
 
   // 如果数组(哈希表)为null或者长度为0,则进行数组初始化操作    
   if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)        
   n = (tab = resize()).length;  
    
   // 根据key的哈希值计算出数据插入数组的下标位置,公式为(n-1)&hash,数组长度为16为例,(n1)&hash得到的值都小于16    
   if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)        
   // 如果该下标位置还没有元素,则直接创建Node对象,并插入        
         tab[i] = newNode(hash, key, value, null);   
         else {        
         Node<K,V> e; K k;        
   // 如果目标位置key已经存在,则直接覆盖          
        if (p.hash == hash &&           
        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            
        e = p;       
    // 如果目标位置key不存在,并且节点为红黑树,则插入红黑树中        
       else if (p instanceof TreeNode)            
       e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);        
       else {            
    // 否则为链表结构,遍历链表,尾部插入            
      for (int binCount = 0; ; ++binCount) {                
      if ((e = p.next) == null) {                    
      p.next = newNode(hash, key, value, null);                    
    // 如果链表长度大于等于TREEIFY_THRESHOLD,则考虑转换为红黑树                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
     // -1 for 1st                        
     treeifyBin(tab, hash); 
     // 转换为红黑树操作,内部还会判断数组长度是否小于MIN_TREEIFY_CAPACITY,如果是的话不转换                    
     break;               }                
     // 如果链表中已经存在该key的话,直接覆盖替换                
     if (e.hash == hash &&                   
     ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                    
     break;                
     p = e;           
     }       
 }        
     if (e != null) { 
     // existing mapping for key            
     // 返回被替换的值            
      V oldValue = e.value;            
      if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)                
      e.value = value;            
      afterNodeAccess(e);           
      return oldValue;       
      }   
  }    
  
     // 模数递增    ++modCount;    
     // 当键值对个数大于等于扩容阈值的时候,进行扩容操作    
     if (++size > threshold)        resize();    
     afterNodeInsertion(evict);    
     return null;
 }
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put操作过程总结:
 
1.判断HashMap数组是否为空,是的话初始化数组(由此可见,在创建HashMap对象的时候并不会直接初始化数组);
 
2.通过(n-1) & hash计算key在数组中的存放索引;
 
3.目标索引位置为空的话,直接创建Node存储;
 
4.目标索引位置不为空的话,分下面三种情况:
4.1. key相同,覆盖旧值;
4.2. 该节点类型是红黑树的话,执行红黑树插入操作;
4.3. 该节点类型是链表的话,遍历到最后一个元素尾插入,如果期间有遇到key相同的,则直接覆盖。
如果链表长度大于等于TREEIFY_THRESHOLD,并且数组容量大于等于MIN_TREEIFY_CAPACITY,则将链表转换为红黑树结构;(即链表长度大于8,且数组容量大于等于64,链表转化为红黑树)
 
5.判断HashMap元素个数是否大于等于threshold,是的话,进行扩容操作。
(即超过扩容阀值,就重新创建一个指定容量的数组,然后将旧值复制到新的数组里。扩容阀值=加载因子*数组容量,加载因子=0.75)
 

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