hashCode相关性能优化

2024-05-09 21:56:18

学习下hashMap中用到的关于hashCode性能优化技巧，作为笔记，为之后并发深入作基础。

1.关于提高性能的hash算法

在被模的位数为2的n次方时，用位与代替效率低下的模运算。位与效率相比模运算效率更高。
例：15%4=3，代替为 15 & 3=1111 & 0011=0011=3

hashmap中在求得某个key后，需要找到在哪个Entry数组下标的运算如下：

static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}

例：
两个key,调用Object的hash方法后值分别为：
32,64，然后entry数组大小为:16，即在调用indexFor时参数分别为[32,15],[64,15]，
这时分别对它们调用indexFor方法：
32计算过程：
100000 & 1111 => 000000 =>0
64计算过程如下：
1000000 & 1111 => 000000 =>0

可以看到indexFor在Entry数组大小不是很大时只会对低位进行与运算操作，高位值不参与运算（如果Entry大小为32，则只会与低5位进行与操作），很容易发生hash冲突。

这里，32与64这两个hash值，都被存储在Entry数组0的位置上。

为了解决这个问题，HashMap在做indexFor操作前，需要调用hash方法，使hash值的位值在高低位上尽量分布均匀，hash方法：
static int hash(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);
}

还是按前面的key，经过Object的hash方法后，分别为32，64来进行运算：
32调用hash运算过程如下：
   原始h为32的二进制:
       100000
        h>>>20:
       000000
   h>>>12:
       000000

接着运算 h^(h>>>20)^(h>>>12):
   结果：   100000

然后运算: h^(h>>>7)^(h>>>4),
过程如下：
   h>>>7:   000000
   h>>>4:   000010
最后运算: h^(h>>>7)^(h>>>4)，
   结果：   100010，即十进制34

   调用indexFor方法：
       100010 & 1111 => 2，即存放在Entry数组下标2的位置上
------------------------------------

64的运算结果为：1000100，十进制值为68
调用indexfor方法：
1000100 & 1111 => 4，即存放在Entry数组下标4的位置上

可以看到经过hash方法后，再调用indexFor方法，这样可以减少冲突。

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