HashMap实现原理一步一步分析(1-put方法源码整体过程)

       本文分享了HashMap内部的码分实现原理，重点解析了哈希(hash)、码分散列表(hash table)、码分哈希码(hashcode)以及hashCode()方法等基本概念。码分

       哈希(hash)是码分源码广告删除吗将任意长度的输入通过散列算法转换为固定长度输出的过程，建立一一对应关系。码分常见算法包括MD5加密和ASCII码表。码分

       散列表(hash table)是码分一种数据结构，通过关键码值映射到表中特定位置进行快速访问。码分

       哈希码(hashcode)是码分散列表中对象的存储位置标识，用于查找效率。码分

       Object类中的码分hashCode()方法用于获取对象的哈希码值，以在散列存储结构中确定对象存储地址。码分

       在存储字母时，码分使用哈希码值对数组大小取模以适应存储范围，防止哈希碰撞。

       HashMap在JDK1.7中使用数组+链表结构，而JDK1.8引入了红黑树以优化性能。

       HashMap内部数据结构包含数组和Entry对象，数组用于存储Entry对象，Entry对象用于存储键值对。

       在put方法中，首先判断数组是否为空并初始化，然后计算键的哈希码值对数组长度取模，用于定位存储位置。如果发生哈希碰撞，使用链表解决。

       本文详细介绍了HashMap的存储机制，包括数组+链表的实现方式，以及如何处理哈希碰撞。后续文章将继续深入探讨HashMap的其他特性，如数组长度的优化、多线程环境下的性能优化和红黑树的引入。

Java之五种遍历Map集合的方式

       在Java中，所有的Map类型都实现了Map接口，因此我们可以采用以下几种方法来遍历Map集合。本文将详细介绍五种遍历方式，并通过示例代码进行详细说明，以供读者参考学习。

       方式一：通过Map.keySet使用iterator遍历

       方式二：通过Map.entrySet使用iterator遍历

       方式三：通过Map.keySet遍历

       方式四：通过For-Each迭代entries，使用Map.entrySet遍历

       方式五：使用lambda表达式forEach遍历

       forEach 源码

       从源码中可以看出，这种方式在传统的迭代方式上增加了一层壳，使得代码更加简洁。（开发中推荐使用）

       总结

       推荐使用entrySet遍历Map类集合KV（文章中的第四种方式），而不是迈远短信平台源码keySet方式进行遍历。keySet实际上是遍历了两次，第一次是将key转换为Iterator对象，第二次是从hashMap中取出key所对应的value值。而entrySet只是遍历了一次，就将key和value都放在了entry中，效率更高。values()返回的是V值集合，是一个List集合对象；keySet()返回的是K值集合，是一个Set集合对象；entrySet()返回的是K-V值组合集合。如果是JDK8，推荐使用Map.forEach方法（文章中的第五种方式）。

concurrenthashmap1.8源码如何详细解析?

       ConcurrentHashMap在JDK1.8的线程安全机制基于CAS+synchronized实现，而非早期版本的分段锁。

       在JDK1.7版本中，ConcurrentHashMap采用分段锁机制，包含一个Segment数组，每个Segment继承自ReentrantLock，并包含HashEntry数组，每个HashEntry相当于链表节点，用于存储key、value。默认支持个线程并发，每个Segment独立，互不影响。

       对于put流程，与普通HashMap相似，首先定位至特定的Segment，然后使用ReentrantLock进行操作，后续过程与HashMap基本相同。

       get流程简单，通过hash值定位至segment，再遍历链表找到对应元素。需要注意的是，value是volatile的，因此get操作无需加锁。

       在JDK1.8版本中，线程安全的关键在于优化了put流程。首先计算hash值，遍历node数组。若位置为空，则通过CAS+自旋方式初始化。

       若数组位置为空，尝试使用CAS自旋写入数据；若hash值为MOVED，表示需执行扩容操作；若满足上述条件均不成立，则使用synchronized块写入数据，parallax.js源码分析同时判断链表或转换为红黑树进行插入。链表操作与HashMap相同，链表长度超过8时转换为红黑树。

       get查询流程与HashMap基本一致，通过key计算位置，若table对应位置的key相同则返回结果；如为红黑树结构，则按照红黑树规则获取；否则遍历链表获取数据。

Java中弱引用 丨 分钟通过案例带你深入源码，分析其原理

       深入理解Java中的弱引用：分钟带你探索原理与应用

       弱引用在Java中扮演着微妙的角色，它并非阻止垃圾回收，而是提供了一种特殊关联方式。JDK官方解释，弱引用主要用于实现那些不需要阻止其键或值被回收的映射。弱引用的出现，是为了在不再使用对象时，让垃圾回收器在合适的时候自动回收，从而避免内存溢出问题。

       让我们通过实例来了解。想象一个场景，当我们维护一个map，存储了大量生命周期短暂的对象，如果key和value都由强引用指向，即使我们设置为null，对象仍不会被回收，因为map作为静态变量，其生命周期长。这时，弱引用的介入就显得尤为重要。通过将key变为弱引用，即使对象不再被方法引用，也能在垃圾回收时被释放，避免内存耗尽。

       弱引用的使用并不复杂，只需将HashMap替换为WeakHashMap，将key变为WeakReference。当我们不再需要这些对象时，它们会被自动回收，如在上述例子中，输出的size为0，就证明了这一点。然而，这并不意味着value和entry会自动回收，这时WeakHashMap的expungeStaleEntries方法就发挥作用，它会清理不再引用的对象。

       引用队列在此过程中扮演了关键角色，云豹直播系统源码 下载它帮助我们在弱引用被回收时高效地找到并处理相关对象，避免了遍历整个数据结构的性能消耗。在使用弱引用时，需要注意检查对象是否已被回收，以防空指针异常。

       通过这些深入解析，我们对弱引用有了全面的认识，它在内存管理中的巧妙应用，为我们提供了一种解决内存溢出的有效手段。

idea debug进入HashMap源码时传参不正确？

       分别在这四个位置打了断点以监控程序的运行情况，debug后，进入第一次断点的位置为：

       与题主说的情况一致，而没有进入我的第一个断点进行输出，而后F9：

       发现还是在put文件，经多次F9之后，可以看出来，其实java的jvm在启动的时候，在底层也自行调用的put方法，将jvm所需要的一些动态库、jar包put到某个map之中，具体是哪个map看不出来。要等到jvm底层将所有东西准备好后，才进行main函数。

       jvm准备需要put多少次我就不数了，现在我先把put的断点取消，让程序debug到我的第一个断点处：

       这个时候将put方法打上断点，F9发现：

       奇怪的key值增加了，它将我的classes编译目录丢进去了，继续F9，和上一步差不多，再再次F9，终于来了：

       继续F9，终于到达了我的第二个断点：

       继续F9，这次没有put奇怪的东西了：

       继续：

       最后：

       然后程序退出：

       综上，jvm在启动的时候会在程序背后隐式地将一些配置啊什么的通过put方法放到某些地方，不用关心，你遇到的情况是正常的也是正确的

golang map 源码解读（8问）

       map底层数据结构为hmap，包含以下几个关键部分：

       1. buckets - 指向桶数组的指针，存储键值对。

       2. count - 记录key的数量。

       3. B - 桶的数量的对数值，用于计算增量扩容。

       4. noverflow - 溢出桶的数量，用于等量扩容。

       5. hash0 - hash随机值，java如何查看jar源码增加hash值的随机性，减少碰撞。

       6. oldbuckets - 扩容过程中的旧桶指针，判断桶是否在扩容中。

       7. nevacuate - 扩容进度值，小于此值的已经完成扩容。

       8. flags - 标记位，用于迭代或写操作时检测并发场景。

       每个桶数据结构bmap包含8个key和8个value，以及8个tophash值，用于第一次比对。

       overflow指向下一个桶，桶与桶形成链表存储key-value。

       结构示意图在此。

       map的初始化分为3种，具体调用的函数根据map的初始长度确定：

       1. makemap_small - 当长度不大于8时，只创建hmap，不初始化buckets。

       2. makemap - 当长度参数为int时，底层调用makemap。

       3. makemap - 初始化hash0，计算对数B，并初始化buckets。

       map查询底层调用mapaccess1或mapaccess2，前者无key是否存在的bool值，后者有。

       查询过程：计算key的hash值，与低B位取&确定桶位置，获取tophash值，比对tophash，相同则比对key，获得value，否则继续寻找，直至返回0值。

       map新增调用mapassign，步骤包括计算hash值，确定桶位置，比对tophash和key值，插入元素。

       map的扩容有两种情况：当count/B大于6.5时进行增量扩容，容量翻倍，渐进式完成，每次最多2个bucket；当count/B小于6.5且noverflow大于时进行等量扩容，容量不变，但分配新bucket数组。

       map删除元素通过mapdelete实现，查找key，计算hash，找到桶，遍历元素比对tophash和key，找到后置key,value为nil，修改tophash为1。

       map遍历是无序的，依赖mapiterinit和mapiternext，选择一个bucket和offset进行随机遍历。

       在迭代过程中，可以通过修改元素的key,value为nil，设置tophash为1来删除元素，不会影响遍历的顺序。

JDK成长记7：3张图搞懂HashMap底层原理！

       一句话讲， HashMap底层数据结构，JDK1.7数组+单向链表、JDK1.8数组+单向链表+红黑树。

       在看过了ArrayList、LinkedList的底层源码后，相信你对阅读JDK源码已经轻车熟路了。除了List很多时候你使用最多的还有Map和Set。接下来我将用三张图和你一起来探索下HashMap的底层核心原理到底有哪些？

       首先你应该知道HashMap的核心方法之一就是put。我们带着如下几个问题来看下图：

       如上图所示，put方法调用了putVal方法，之后主要脉络是：

       如何计算hash值？

       计算hash值的算法就在第一步，对key值进行hashCode()后，对hashCode的值进行无符号右移位和hashCode值进行了异或操作。为什么这么做呢？其实涉及了很多数学知识，简单的说就是尽可能让高和低位参与运算，可以减少hash值的冲突。

       默认容量和扩容阈值是多少？

       如上图所示，很明显第二步回调用resize方法，获取到默认容量为，这个在源码里是1<<4得到的，1左移4位得到的。之后由于默认扩容因子是0.，所以两者相乘就是扩容大小阈值*0.=。之后就分配了一个大小为的Node[]数组，作为Key-Value对存放的数据结构。

       最后一问题是，如何进行hash寻址的？

       hash寻址其实就在数组中找一个位置的意思。用的算法其实也很简单，就是用数组大小和hash值进行n-1&hash运算，这个操作和对hash取模很类似，只不过这样效率更高而已。hash寻址后，就得到了一个位置，可以把key-value的Node元素放入到之前创建好的Node[]数组中了。

       当你了解了上面的三个原理后，你还需要掌握如下几个问题:

       还是老规矩，看如下图：

       当hash值计算一致，比如当hash值都是时，Key-Value对的Node节点还有一个next指针，会以单链表的形式，将冲突的节点挂在数组同样位置。这就是数据结构中所提到解决hash 的冲突方法之一：单链法。当然还有探测法+rehash法有兴趣的人可以回顾《数据结构和算法》相关书籍。

       但是当hash冲突严重的时候，单链法会造成原理链接过长，导致HashMap性能下降，因为链表需要逐个遍历性能很差。所以JDK1.8对hash冲突的算法进行了优化。当链表节点数达到8个的时候，会自动转换为红黑树，自平衡的一种二叉树，有很多特点，比如区分红和黑节点等，具体大家可以看小灰算法图解。红黑树的遍历效率是O(logn)肯定比单链表的O(n)要好很多。

       总结一句话就是，hash冲突使用单链表法+红黑树来解决的。

       上面的图，核心脉络是四步，源码具体的就不粘出来了。当put一个之后，map的size达到扩容阈值，就会触发rehash。你可以看到如下具体思路：

       情况1:如果数组位置只有一个值：使用新的容量进行rehash，即e.hash & (newCap - 1)

       情况2:如果数组位置有链表，根据 e.hash & oldCap == 0进行判断，结果为0的使用原位置，否则使用index + oldCap位置,放入元素形成新链表，这里不会和情况1新的容量进行rehash与运算了，index + oldCap这样更省性能。

       情况3：如果数组位置有红黑树，根据split方法，同样根据 e.hash & oldCap == 0进行树节点个数统计，如果个数小于6，将树的结果恢复为普通Node，否则使用index + oldCap，调整红黑树位置，这里不会和新的容量进行rehash与运算了，index + oldCap这样更省性能。

       你有兴趣的话，可以分别画一下这三种情况的图。这里给大家一个图，假设都出发了以上三种情况结果如下所示：

       上面源码核心脉络，3个if主要是校验了一堆，没做什么事情，之后赋值了扩容因子，不传递使用默认值0.，扩容阈值threshold通过tableSizeFor(initialCapacity);进行计算。注意这里只是计算了扩容阈值，没有初始化数组。代码如下：

       竟然不是大小*扩容因子？

       n |= n >>> 1这句话，是在干什么？n |= n >>> 1等价于n = n | n >>>1; 而|表示位运算中的或，n>>>1表示无符号右移1位。遇到这种情况，之前你应该学到了，如果碰见复杂逻辑和算法方法就是画图或者举例子。这里你就可以举个例子：假设现在指定的容量大小是,n=cap-1=，那么计算过程应该如下：

       n是int类型，java中一般是4个字节，位。所以的二进制： 。

       最后n+1=，方法返回，赋值给threshold=。再次注意这里只是计算了扩容阈值，没有初始化数组。

       为什么这么做呢？一句话，为了提高hash寻址和扩容计算的的效率。

       因为无论扩容计算还是寻址计算，都是二进制的位运算，效率很快。另外之前你还记得取余(%)操作中如果除数是2的幂次方则等同于与其除数减一的与(&)操作。即 hash%size = hash & (size-1)。这个前提条件是除数是2的幂次方。

       你可以再回顾下resize代码，看看指定了map容量，第一次put会发生什么。会将扩容阈值threshold，这样在第一次put的时候就会调用newCap = oldThr;使得创建一个容量为threshold的数组，之后从而会计算新的扩容阈值newThr为newCap*0.=*0.=。也就是说map到了个元素就会进行扩容。

       除了今天知识，技能的成长，给大家带来一个金句甜点，结束我今天的分享：坚持的三个秘诀之一目标化。

       坚持的秘诀除了上一节提到的视觉化，第二个秘诀就是目标化。顾名思义，就是需要给自己定立一个目标。这里要提到的是你的目标不要定的太高了。就比如你想要增加肌肉，给自己定了一个目标，每天5组，每次个俯卧撑，你看到自己胖的身形或者海报，很有刺激，结果开始前两天非常厉害，干劲十足，特别奥利给。但是第三天，你想到要个俯卧撑，你就不想起床，就算起来，可能也会把自己撅死过去......其实你的目标不要一下子定的太大，要从微习惯开始，比如我媳妇从来没有做过俯卧撑，就让她每天从1个开始,不能多，我就怕她收不住，做多了。一开始其实从习惯开始，先变成习惯，再开始慢慢加量。量太大养不成习惯，量小才能养成习惯。很容易做到才能养成，你想想是不是这个道理？

       所以，坚持的第二个秘诀就是定一个目标，可以通过小量目标，养成微习惯。比如每天你可以读五分钟书或者5分钟成长记，不要多，我想超过你也会睡着了的.....

       最后，大家可以在阅读完源码后，在茶余饭后的时候问问同事或同学，你也可以分享下，讲给他听听。

面试长知识了！Java 关键字 transient 尽然还能这么用

       在深入研究HashMap源码时，我发现链表table数组中的transient关键字具有意想不到的用法。transient关键字通常与序列化相关，当我们需要在网络上传输对象数据时，它能控制哪些字段不被序列化。

       序列化和反序列化是Java对象处理的重要概念。序列化是将对象转化为字节序列，以便存储或网络传输，而反序列化则是将这些字节序列恢复为Java对象。在序列化过程中，有时我们希望某些敏感字段不被包含，这时transient关键字就派上用场了。

       transient关键字用于标记那些在序列化时不包含的成员变量。它仅适用于变量，不能修饰方法或类。举个例子，如果产品对象Product有价格、数量和总价，总价通常是通过其他两个字段计算得出，这时我们可以使用transient关键字阻止总价字段被序列化。

       然而，值得注意的是，transient修饰的字段在实现Serializable接口的序列化中默认不会被包含。但通过实现Externalizable接口，我们可以手动指定哪些字段，包括transient修饰的，需要进行序列化。这验证了transient关键字对于序列化的控制并非绝对，取决于我们如何选择序列化方式。

       总之，transient关键字是Java中控制序列化细节的重要工具，理解它的使用场景和特性能帮助我们在实际编程中更好地处理数据传输问题。希望这些信息对你的编程之路有所助益，记得关注我的公众号“猿芯”，获取更多编程知识。