本文主要记录阅读HashMap源码的过程
1、HashMap的JavaDoc
HashMap类位于JDK的java.util包
总体思路：
每一个key,value对，以node对象存放在连续的数组中，hash值相同的key以链表的形式存放在同一个index处（jdk8之后，如果同一个index下的node节点数大于8时，将以红黑树的形式存放，这样将提高查询效率）。
2、类图
JDK1.8
成员变量
大写的成员变量都是final
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY：默认容量，必须是2的幂，初始值为16
MAXIMUM_CAPACITY：最大容量，2的30次方
DEFAULT_LOAD_FACTOR：加载因子，0.75（不知道是为什么取值为0.75）
TREEIFY_THRESHOLD：阈值8（这是jdk8之后才添加的，表示hashmap中某个桶中的节点数大于该值时，存储结构将由原来的链表结构变为红黑树结构）
Node<K,V> 存放在数组中的节点类型；
3、关键操作
对象构造
注意：所有的代码都来自于jdk1.8
注意：在构造hashmap对象时，不会为table分配内存，table的内存分配在put操作时进行
1、不指定任何参数，此时所有属性均按照初始值；
2、构造方法指定map的大小m，并不一定会分配m大小的内存给table，因为capacity必须是2的幂，需要通过如下代码设置
1 static final int tableSizeFor(int cap) { 2 3 int n = cap -1; 4 5 n |= n >>>1; 6 7 n |= n >>>2; 8 9 n |= n >>>4; 10 11 n |= n >>>8; 12 13 n |= n >>>16; 14 15 return (n <0) ?1 : (n >=MAXIMUM_CAPACITY) ?MAXIMUM_CAPACITY : n +1; 16 17 }
hash值计算
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
将key的hashcode的高16位和低16位做异或操作，按照代码中的注释解释说是为了减小hash冲突。
put操作
调用putVal，代码如下：
代码注释是自己添加
hashmap的桶中元素可能是Node，或者treenode，如果元素较少，则使用链表存储，如果元素较多，则改为红黑树存储
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)// 如果是第一次put操作，table为null，则为其分配默认capacity大小的空间，resize返回的值一定是2的幂
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//n-1的二进制是全为1，==null表示该桶为空，如果不为空，把桶中链表第一个元素（或者红黑树root）
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//桶中第一个元素，采用链表形式，因此用newNode
else {//桶中已经有其他元素，hash碰撞
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//如果put的key已经存在
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)//如果p是红黑树节点，则插入一个treenode
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//链表插入，首先找到链表尾部节点
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {//遍历到尾部
p.next = newNode(hash, key, value, null);//尾部插入节点
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st，当桶中元素大于阈值时
treeifyBin(tab, hash);//将链表结构转换为树结构
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//如果遍历过程中，某个元素的key与需要put的key一样则break
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)//为节点赋值
e.value = value;
afterNodeAccess(e);//不知为何该方法为空
return oldValue;
}
}
++modCount;//修改次数计数+1，执行到这里表示put的key是最新的，不然上面的if就已经返回了return oldValue;
if (++size > threshold)//如果hashmap的总元素大于阈值，则扩容
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
扩容操作reSize
reSize除了扩展空间之外，还需要将原有的数据转移到新申请的内存空间
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;//存放原有的capacity
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {//表示不是第一次扩容
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {//达到最大容量，不能再扩容了
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
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {//开始转移数据
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)//原有的hashmap中，该桶只有一个元素
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)//如果该桶中元素是树节点，
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);//把树节点拆分到新map中的不同桶中
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;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
get操作：这个方法相对简单，不做过多阅读
remove操作
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
调用removeNode方法
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {//首先需要remove的节点必须存在，否则返回null
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}