1.JDK成长记7:3张搞懂HashMap底层原理!码详
2.JDK源码分析-Queue,码详 Deque
3.太强了!阿里老哥分享的码详JDK源码学习指南,含8大核心内容讲解
4.JDK源码解析之Optional源码解析
5.写Java这么久,码详JDK源码编译过没?编译JDK源码踩坑纪实
6.惊艳!码详阿里内部JDK源码剖析知识手册,码详rips源码由浅入深堪称完美
JDK成长记7:3张搞懂HashMap底层原理!码详
一句话讲,码详 HashMap底层数据结构,码详JDK1.7数组+单向链表、码详JDK1.8数组+单向链表+红黑树。码详
在看过了ArrayList、码详LinkedList的码详底层源码后,相信你对阅读JDK源码已经轻车熟路了。码详除了List很多时候你使用最多的码详还有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,生产系统源码可以把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,防伪码源码如果个数小于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)。带会员源码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,筹码峰源码量小才能养成习惯。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。
JDK源码分析-Queue, Deque
Queue 和 Deque 是 Java 中的两个接口,分别代表队列和双端队列。
Queue 接口提供了基本的队列操作:入队(enqueue)和出队(dequeue)。同时,Queue 接口有 6 个方法,分为入队、出队和遍历三类。与之不同的是,当队列为空时,element() 方法会抛出异常,而 peek() 方法则会返回 null。
Deque 接口继承自 Queue 接口,表示双端队列,具备「队列」和「栈」的特性。双端队列可以分别从两端插入和移除元素,而一般队列只能从尾部插入元素、头部移除元素。Deque 接口定义了入队、出队、遍历以及独有的一些操作方法。Deque 作为双端队列,不仅继承了 Queue 的方法,还提供了额外的双端操作。
综上,Queue 提供了基本的队列功能,而 Deque 在 Queue 的基础上增加了双端操作,使其兼具队列和栈的特性。在实际应用中,根据需求选择合适的接口可以提高代码的灵活性和效率。
太强了!阿里老哥分享的JDK源码学习指南,含8大核心内容讲解
Java开发中,JDK源码的重要性不言而喻。作为Java运行环境的基石,JDK涵盖了Java的全部运行环境和开发工具,没有它,程序编译都无从谈起。为此,本文将分享一份来自阿里的资深程序员整理的JDK源码学习指南。
这份指南详尽介绍了JDK源码的多个核心内容,包括多线程基础、Atomic类、Lock与Condition接口、同步工具类、并发容器、线程池与Future、ForkJoinPool分治算法、异步编程工具CompletableFuture等。需要这份资料的朋友,请点击此处获取完整版。
以下是学习指南的具体章节:
第1章 多线程基础
第2章 Atomic类
第3章 Lock与Condition
第4章 同步工具类
第5章 并发容器
第6章 线程池与Future
第7章 ForkJoinPool
第8章 CompletableFuture
以上就是这份JDK源码学习笔记的概述,感兴趣的朋友可以点击此处获取完整版资料。
JDK源码解析之Optional源码解析
在开发过程中,空指针异常(NullPointerException)是常见的运行时异常。为了解决这个问题,除了常见的判空操作外,本文将介绍一种更为优雅的方法——使用Optional类来避免空指针问题。
Optional本质上是一个容器类,它可能包含非空值或null值,但只能保存一个元素。需要注意的是,Optional没有实现序化接口,因此不适宜作为类中的字段使用。
一、使用方法
首先,创建一个静态内部类User。传统上,我们直接使用判空操作来判断对象是否为null。然而,这种方法有时会忽略判空,例如在接收方法返回值时,未考虑到方法返回值可能是null,从而引发空指针异常。
使用Optional类可以带来哪些改变呢?首先,我们来了解如何构造Optional对象。主要有两个方法:ofNullable()静态方法和of()静态方法。这两个方法的主要区别在于,当传入的对象为null时,of()方法会直接抛出空指针异常,而ofNullable()方法则允许传入null值。
之后,可以通过isPresent()方法判断容器内部对象是否为空。如果不为空,则返回true,否则返回false。除此之外,Optional还提供了一些其他实用的方法,如ifPresent()、orElse()、orElseThrow()、orElseGet()和map()等。
二、Optional结构
Optional类是不可继承的final类,内部包含一个静态变量EMPTY表示一个空的Optional对象,以及一个value成员变量表示保存的元素。
Optional类有两个私有的构造函数,不允许外部直接通过构造函数创建Optional对象。无参构造函数会将value设置为null,而第二个构造函数需要传递value值,如果为null,则抛出异常。
三、创建Optional对象的方法
在上文中,已经提到创建Optional对象的两个方法:of()和ofNullable()。当value为空时,of()方法会抛出异常,因为Optional类的构造函数中进行了校验。
ofNullable()方法会根据value是否为null,决定是返回一个保存null的Optional对象还是创建一个包含value值的Optional对象。
四、Optional主要方法
Optional类的主要方法包括get()、isPresent()、ifPresent()、orElse()、orElseGet()、orElseThrow()和map()等。这些方法帮助我们更好地处理Optional对象,减少模板代码的编写。
五、总结
Optional类作为容器类,主要帮助我们判断对象是否为空,从而避免空指针问题。通过了解使用方法和分析源码,我们可以发现它在内部进行了很多判断和处理,减少了模板代码的编写。此外,使用Optional可以提醒使用者注意返回值可能为null,从而最大程度避免空指针异常。
写Java这么久,JDK源码编译过没?编译JDK源码踩坑纪实
在Java开发中,我们通常使用JDK环境来运行和编写Java代码。然而,你是否曾经好奇过,你天天使用的JDK源码究竟是如何由源码编译而来的呢?
带着这个疑问,本文将带你一起探索如何手动编译一个JDK,从环境准备到编译过程,再到验证成果。过程中会遇到各种问题与解决之道,让你在实践中学习,提升编程技能。
在编译过程中,环境的配置和工具的选择至关重要。首先,需要有一个与目标JDK版本相匹配的bootstrap JDK(boot JDK),以确保编译工作的顺利进行。接着,需要一个Unix环境,无论是Linux、macOS还是通过Cygwin、MinGW/MSYS等工具模拟的Windows环境。
编译所需的工具链包括C++/C编译器、Mercurial版本控制工具等,用于管理源码。在编译前,还需要进行自动配置,确保所有依赖环境正确安装并兼容。
下载JDK源码有两种方式:使用Mercurial工具或直接下载打包好的源码包。下载完成后,进入源码根目录进行配置和编译。编译过程可能需要一点时间,但通过验证编译结果,如输出提示,你将成功完成编译。
编译完成后,JDK源码将会生成一系列产物,包括Java可执行程序、成品JDK套装等。验证成果时,可以通过运行编译出的Java程序来确认一切正常。接下来,将自己编译的JDK应用到实际项目中。
在关联JDK源码并修改时,可能会遇到注释问题,如行尾注释、多行注释等。通过自行编译JDK,这些问题可以得到解决。同时,解决中文注释编译报错的问题,需要调整源码中字符编码设置。
通过实践,你不仅能够深入了解JDK的编译过程,还能够解决实际开发中遇到的种种问题。最后,分享资源与持续更新的学习材料,鼓励大家在编程的道路上不断进步。
惊艳!阿里内部JDK源码剖析知识手册,由浅入深堪称完美
在当前互联网寒冬中,提升核心竞争力显得尤为关键。对于Java开发者来说,深入理解JDK源码是提升自身实力的重要途径。近期,一位阿里架构师花费数月精心整理的《JDK源码剖析知识手册》值得关注,它以8个章节从浅入深解析JDK,涵盖了多线程基础、Atomic类、Lock与Condition、同步工具类、并发容器、线程池与Future、ForkJoinPool以及CompletableFuture等核心内容。
多线程章节强调内存优化和效率提升,Atomic类则带你逐步揭开Concurrent包的层级结构。深入理解Lock与Condition,以及并发工具类背后的实现原理,将有助于编写更优雅、严谨的代码。并发容器的讲解,让你全面掌握包内各类工具的使用。线程池与Future的分析,揭示了高效任务管理的机制,ForkJoinPool和CompletableFuture的探讨则展示了并发编程的深度技巧。
这本手册并非泛泛而谈,而是旨在帮助开发者实现质的飞跃。记住,不断学习和提升是成长的关键。现在,只需点击这里即可获取这份宝贵的资源,开始你的JDK源码探索之旅,为自己增添竞争优势。点击这里,踏上成为更好开发者之路。
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