HashSet源码分析
HashSet源码分析
java模拟数组+链表：java模拟数组+链表 - CoderDreams - 博客园 (cnblogs.com)
结论
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HashSet底层是HashMap
-
添加一个元素时：先得到Hash值 ==> 转成索引
-
找到存储数据表table，检查这个索引位置是否已经存放有元素
如果没有，直接加入
如果有，调用equals比较
如果相同放弃添加
如果不相同添加到节后最后
-
如果链表元素个数超过8，并且table大小>=64就会树化
第一次add()源码分析
此次是需要扩容的
构造函数
private transient HashMap<E,Object> map;
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
实际是维护了一个HashMap<>
add()
public boolean add(E e) { // 假设添加字符串"item"
// PRESENT
/*
Dummy value to associate with an Object in the backing Map
在返回的 Map 中关联一个对象的虚值
只是一个占位的虚值，是一个Object的静态final实体类对象
private static final Object PRESENT = new Object();
*/
return map.put(e, PRESENT)==null;
// 成功返回值为null
// null == null为true，返回true
}
实际上是调用了HashMap的put()
put()
// "item" Object对象
public V put(K key, V value) {
// 调用了putVal()
// hash(key)调用了hash()
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
// 接收到putVal方法返回值（成功为null），回到add()
}
// hash()
static final int hash(Object key) {
int h;
// 如果key为null返回0
// 如果key不为null返回(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
// key.hashCode()调用了hashCode()
// public native int hashCode();
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
// putVal()
/*
onlyIfAbsent– if true, don't change existing value evict
onlyIfAbsent如果为真，则不更改现有值
evit – if false, the table is in creation mode.
evit如果为false，表示表处于创建模式。
*/
// hash("item")的返回值 "item" Object fasle true
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
// 定义了一些辅助变量：一个Node<K,V>[](节点数组),一个Node<K,V>(节点),两个int值
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// transient Node<K,V>[] table;
/*
tab = table;
n = tab.length;
赋值并判断
如果table为null或者table长度为0时
也就是第一次进入这个方法时，第一次扩容
*/
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
// 调用了resize()方法，往下翻
// resize()后table变成16大小并将返回值赋给tab
// n为16
n = (tab = resize()).length;
/*1.根据参数hash(hash(key))计算参数key应该存放到tab的哪个索引位置
并把这个位置的对象赋给 Node<K,V> p
2.再判断这个p是否为null
*/
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// 如果p为null，表示还没有存放元素，就创建一个Node放进tab[i]
// hash = hash(key) key = "item" value = Object对象
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> 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<K,V>)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;
}
}
// ++修改次数
++modCount;
// ++size并判断有没有超过临界值(12)
if (++size > threshold)
// 超过了就调用resize
resize();
// void afterNodeInsertion(boolean evict) { }
// 可以让HashMap的子类去实现
afterNodeInsertion(evict);
// 成功就返回null
// 回到put()
return null;
}
resize()
final Node<K,V>[] resize() {
// 将table赋给oldTab这个节点数组
// 此时table为null或者长度为0
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 如果oldTab为null时返回0
// 不为空时返
// 第一次进入为0
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
// 第一次为0进入这里
// static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
// static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
// 此时newCap(空间)为16，newThr(临界值)为0.75*16 = 12
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
// 到这里
// 将newThr(12)赋值给threshold
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
// 让newTab指向一个new的Node[16]
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
// 将newTab赋给table
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
// 返回newTab
return newTab;
}
第二次add()源码分析
设这次是一个和之前存入的不同的值
由于前面看过一些，直接到putVal()方法
putVal()
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
// 定义了一些辅助变量：一个Node<K,V>[](节点数组),一个Node<K,V>(节点),两个int值
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// transient Node<K,V>[] table;
// 第二次add()是，table不为null
// 短路或：只执行tab = table
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// 到这里
// 执行 p = tab[i = (n - 1) & hash]，计算这个值应该存储的位置
// 如果这个值不同，hash值也不同，p = tab[i = (n - 1) & hash]是没有元素的
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// 创建一个Node放进tab[i]
// hash = hash(key) key = "item" value = Object对象
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
// 往下看
else {
Node<K,V> 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<K,V>)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;
}
}
// ++修改次数
++modCount;
// ++size并判断有没有超过临界值(12)
if (++size > threshold)
// 超过了就调用resize
resize();
// void afterNodeInsertion(boolean evict) { }
// 可以让HashMap的子类去实现
afterNodeInsertion(evict);
// 成功就返回null
// 回到put()
return null;
}
第二次add()源码分析
设这次是一个和之前存入的相同的值
由于前面看过一些，直接到putVal()方法
putVal()
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
// 定义了一些辅助变量：一个Node<K,V>[](节点数组),一个Node<K,V>(节点),两个int值
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// transient Node<K,V>[] table;
// 第二次add()是，table不为null
// 短路或：只执行tab = table
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// 到这里
// 执行 p = tab[i = (n - 1) & hash]，计算这个值应该存储的位置
// 值相同情况下，tab[i = (n - 1) & hash]是有值的
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
// 进入这里
else {
// 定义辅助变量
Node<K,V> e; K k;
// 三种情况
// 1.
// p = tab[i = (n - 1) & hash]
// 用tab[i = (n - 1) & hash]的hash值和hash比较
// 也就是比较（计算下来key应该存储的位置的第一个值(存储的是一个链表)）.hash属性，
// 就是上次的存储的链表的第一个值的hash属性
// 也就是hash(之前的key) 和 hash(key)比较
// 也就是比较当前计算下来的索引位置(是个链表)的第一个元素和准备新添加的元素的hash是否相等
if (p.hash == hash && //如果相等就已经成立了,第二个判断不执行，如果是对象则需要进行下一步equals判断
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 将p赋给e
// 此时e为tab[i = (n - 1) & hash]，也就是当前计算下来的索引位置(是个链表)的第一个元素
e = p;
// 2.
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 3.
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;
}
}
// 当前计算下来的索引位置(是个链表)的第一个元素不为空是进去
// 成立
if (e != null) { // existing mapping for key
// 将当前计算下来的索引位置(是个链表)的第一个元素的值赋给oldValue
V oldValue = e.value;
// put方法中：putVal(hash(key), key, value, false, true);
// !false为true，能进去
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
// 将新值添加进去替换
e.value = value;
// 可以让HashMap的子类去实现
afterNodeAccess(e);
// 返回oldValue，也就是添加过了的相同的值
// 不返回null,也就是说在add()返回false
// 添加失败
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
