本文参考Java 集合系列10之 HashMap详细介绍(源码解析)和使用示例 及 JDK1.8集合源码阅读
一、HashMap介绍
1.1 前言
Java8的HashMap对之前做了较大的优化，其中最重要的一个优化就是桶中的元素不再唯一按照链表组合，也可以使用红黑树进行存储，总之，目标只有一个，那就是在安全和功能性完备的情况下让其速度更快，提升性能。
1.2 HashMap简介
HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的，这意味着它是线程不安全的。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。
HashMap 的实例有两个参数影响其性能：“初始容量” 和 “加载因子”。
容量是哈希表中桶的数量初始容量只是哈希表在创建时的容量。
加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要对该哈希表进行 rehash 操作（即重建内部数据结构），从而哈希表将具有大约两倍的桶数。- 通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查询成本（在大多数 HashMap 类的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子，以便最大限度地减少 rehash 操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子，则不会发生 rehash 操作。
1.3 HashMap的数据结构
说明：上图很形象的展示了HashMap的数据结构（数组+链表+红黑树），桶中的结构可能是链表，也可能是红黑树，红黑树的引入是为了提高效率。
二、HashMap源码分析
2.1 类的继承关系
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
可以看到HashMap继承自父类（AbstractMap），实现了Map、Cloneable、Serializable接口。其中：
- Map接口定义了一组通用的操作；
- Cloneable接口则表示可以进行拷贝，在HashMap中，实现的是浅层次拷贝，即对拷贝对象的改变会影响被拷贝的对象；
- Serializable接口表示HashMap实现了序列化，即可以将HashMap对象保存至本地，之后可以恢复状态。
Map接口的说明在【jdk1.8源码分析】总章 中可以找到
2.2 HashMap的成员变量
下面我们先来看一下HashMap里面的成员变量：
//默认初始化map的容量：16
//default initial capacity
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
//map的最大容量：2^30
//maximum_capacity
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//默认的填充因子：0.75，能较好的平衡时间与空间的消耗
//default load factor
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//将链表(桶)转化成红黑树的临界值
//treeify threshold
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
//将红黑树转成链表(桶)的临界值
//ubtreeify threshold
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
//转变成树的table的最小容量，小于该值则不会进行树化
//min treeify capacity
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
//上图所示的数组，长度总是2的幂次
transient Node<K,V>[] table;
//map中的键值对集合
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
//map中键值对的数量
transient int size;
//用于统计map修改次数的计数器，用于fail-fast抛出ConcurrentModificationException
transient int modCount;
//大于该阈值，则重新进行扩容，threshold = capacity(table.length) * load factor
int threshold;
//填充因子
final float loadFactor;
可以看到，HashMap里是以Node节点数组的形式存放数据的，Node数据结构比较简单，这里我们也来看一下：
//Entry接口在笔者的总章里有介绍。
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
// key & value 的 hash值
final int hash;
final K key;
V value;
//指向下一个节点
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
// 如果o是Map.Entry接口的实例
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
由于比较简单，这里就不详细介绍了哈。
2.3 HashMap构造函数
2.3.1 无参数构造函数
// 使用默认的初始容量（16）和默认的填充因子（0.75）构造一个空的HashMap。
public HashMap() {
//其他成员变量也都是默认的
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
}
2.3.2 传初始化容量
（建议如果知道要使用的map容量，都使用这种）
// 构造一个具有指定初始容量和默认填充因子（0.75）的空HashMap。
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
2.3.3 传初始化容量以及填充因子
源码部分
// 构造一个具有指定初始容量和填充因子的空HashMap。
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
//tableSizeFor()是用来将初始化容量转化大于输入参数且最近的2的整数次幂的数，比如initialCapacity = 7，那么转化后就是8。
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
tableSizeFor()
tableSizeFor()，将初始化容量转化大于或等于最接近输入参数的2的整数次幂的数:
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
|是或运算符，比如说0100 | 0011 = 0111，>>>是无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐，比如说0100 >>> 2 = 0001，现在来说一下这么做的目的：
首先>>>和|的操作的目的就是把n从最高位的1以下都填充为1，以010011为例，010011 >>> 1 = 001001，然后001001 | 010011 = 011011，然后再把011011无符号右移两位：011011 >>> 2 = 000110，然后000110 | 011011 = 011111，后面的4、8、16计算过程就都省去了，int类型为32位，所以计算到16就全部结束了，最终得到的就是最高位及其以下的都为1，这样就能保证得到的结果肯定大于或等于原来的n且为奇数，最后再加上1，那么肯定是：大于且最接近输入值的2的整数次幂的数。
那么为什么要先cap - 1呢，我们可以先思考以下，如果传进来的本身就是2的整数幂次，比如说01000，10进制是8，那么如果不减，得到的结果就是16，显然不对。所以先减1的目的是cap如果恰好是2的整数次幂，那么返回的也是本身。
合起来得到这个tableSizeFor()方法的目的：返回大于或等于最接近输入参数的2的整数次幂的数。另外，笔者特意回去看了JDK1.7的源码，发现1.7用的是roundUpToPowerOf2()方法，里面用到里了>>以及减操作，性能上来说肯定还1.8的高。
2.3.4 传map转化为HashMap的构造函数
源码部分
// 构造一个具有与指定Map相同的映射关系的新HashMap。 使用默认的加载因子（0.75）和足以将映射保存在指定Map中的初始容量创建HashMap。
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);
}
putMapEntries()
//实现Map.putAll和Map构造函数
//evict表示是不是初始化map，false表示是初始化map
final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
//获取m中键值对的数量
int s = m.size();
if (s > 0) {
if (table == null) {
//计算map的容量，键值对的数量 = 容量 * 填充因子
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
//如果容量大于了阈值，则重新计算阈值。
if (t > threshold)
threshold = tableSizeFor(t); // 这个函数在2.3.3中介绍过
}
//如果table已经有，且键值对数量大于了阈值，进行扩容
else if (s > threshold)
resize(); // 在2.4详细介绍
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
//实现Map.put和相关方法
putVal(hash(key), key, value, false, evict); // 在2.4详细介绍
}
}
}
2.4 HashMap中重要方法解析
2.4.1 resize 函数
final Node<K,V>[] resize() {
// 当前table保存
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 保存table大小
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 保存当前阈值
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
// 如果之前table大小大于0
if (oldCap > 0) {
// 如果之前table大于最大容量
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
// 阈值为最大整形
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 容量翻倍，使用左移，效率更高
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 阈值翻倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
// 之前阈值大于0
else if (oldThr > 0)
newCap = oldThr;
// oldCap = 0并且oldThr = 0，使用缺省值（如使用HashMap()构造函数，之后再插入一个元素会调用resize函数，会进入这一步）
else {
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
//阈值 = 默认填充因子 * map的容量
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 如果新阈值为0
if (newThr == 0) {
// 容量 = 新容量 * 填充因子
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
// 初始化table
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
// 之前的table已经初始化过
if (oldTab != null) {
// 复制元素，重新进行hash
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;
// 将同一桶中的元素根据(e.hash & oldCap)是否为0进行分割，分成两个不同的链表，完成rehash
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;
}
思想分析
可以看到，resize()方法对整个数组以及桶进行了遍历，极其耗费性能，所以再次强调在我们明确知道map要用的容量的时候，使用指定初始化容量的构造函数。
在resize前和resize后的元素布局如下：
再次强调一下，拆分后的结果不一定是均分，要看你存的值
2.4.2 putVal 函数
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
//声明了一个局部变量 tab,局部变量 Node 类型的数据 p,int 类型 n,i
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//首先将当前 hashmap 中的 table(哈希表)赋值给当前的局部变量 tab,然后判断tab 是不是空或者长度是不是 0,实际上就是判断当前 hashmap 中的哈希表是不是空或者长度等于 0
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//如果是空的或者长度等于0,代表现在还没哈希表,所以需要创建新的哈希表,默认就是创建了一个长度为 16 的哈希表
n = (tab = resize()).length;
//将当前哈希表中与要插入的数据位置对应的数据取出来,(n - 1) & hash就是找当前要插入的数据应该在哈希表中的位置,如果没找到,代表哈希表中当前的位置是空的,否则就代表找到数据了, 并赋值给变量 p
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//创建一个新的数据,这个数据没有下一条,并将数据放到当前这个位置
else {//代表要插入的数据所在的位置是有内容的
//声明了一个节点 e, 一个 key k
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash && //如果当前位置上的那个数据的 hash 和我们要插入的 hash 是一样,代表没有放错位置
//如果当前这个数据的 key 和我们要放的 key 是一样的,实际操作应该是就替换值
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
//将当前的节点赋值给局部变量 e
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)//如果当前节点的 key 和要插入的 key 不一样,然后要判断当前节点是不是一个红黑色类型的节点
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);//如果是就创建一个新的树节点,并把数据放进去
else {
//如果不是树节点,代表当前是一个链表,那么就遍历链表
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {//如果当前节点的下一个是空的,就代表没有后面的数据了
p.next = newNode(hash, key, value, null);//创建一个新的节点数据并放到当前遍历的节点的后面
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // 重新计算当前链表的长度是不是超出了限制
treeifyBin(tab, hash);//超出了之后就将当前链表转换为树,注意转换树的时候,如果当前数组的长度小于MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认 64),会触发扩容,我个人感觉可能是因为觉得一个节点下面的数据都超过8 了,说明 hash寻址重复的厉害(比如数组长度为 16 ,hash 值刚好是 0或者 16 的倍数,导致都去同一个位置),需要重新扩容重新 hash
break;
}
//如果当前遍历到的数据和要插入的数据的 key 是一样,和上面之前的一样,赋值给变量 e,下面替换内容
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { //如果当前的节点不等于空,
V oldValue = e.value;//将当前节点的值赋值给 oldvalue
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value; //将当前要插入的 value 替换当前的节点里面值
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;//操作次数加1
if (++size > threshold)
resize();//如果当前的 hash表的长度已经超过了当前 hash 需要扩容的长度, 重新扩容,条件是 haspmap 中存放的数据超过了临界值(经过测试),而不是数组中被使用的下标
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
2.4.3 getNode 函 数
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
// table已经初始化，长度大于0，根据hash寻找table中的项也不为空
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// 桶中第一项(数组元素)相等
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
// 桶中不止一个结点
if ((e = first.next) != null) {
// 为红黑树结点
if (first instanceof TreeNode)
// 在红黑树中查找
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
// 否则，在链表中查找
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
2.4.4 get 函数
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
//先是判断一通table是否为空以及根据hash找到存放的table数组的下标，并赋值给临时变量
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
//总是先检查数组下标第一个节点是否满足key，满足则返回
if (first.hash == hash &&
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
//如果第一个与key不相等，则循环查看桶
if ((e = first.next) != null) {
//检查是否为树节点，是的话采用树节点的方法来获取对应的key的值
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
//do-while循环判断，直到找到为止
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
可以发现源码作者很喜欢在判断的时候赋值，不知道这个是不是个编程的好习惯。!?(･_･;?
2.4.5 put 函数
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods
* @param hash key的hash值
* @param key
* @param value
* @param onlyIfAbsent 如果为true，则在有值的时候不会更新
* @param evict false表示在创建map
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//如果为空，则扩容。注意这里的赋值操作，关系到下面
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//如果tab对应的数组位置为空，则创建新的node，并指向它
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// newNode方法就是返回Node：return new Node<>(hash, key, value, next);
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
//如果比较hash值和key的值都相等，说明要put的键值对已经在里面，赋值给e
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//如果p节点是树节点，则执行插入树的操作
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
//不是树节点且数组中第一个也不是，则在桶中查找
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//找到了最后一个都不满足的话，则在最后插入节点。注意这里的e = p.next，赋值兼具判断都在if里了
if ((e = p.next) == null)
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//之前field说明中的，如果桶中的数量大于树化阈值，则转化成树，第一个是-1
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//在桶中找到了对应的key，赋值给e，退出循环
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
//没有找到，则继续向下一个节点寻找
p = e;
}
}
//上面循环中找到了e，则根据onlyIfAbsent是否为true来决定是否替换旧值
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
//钩子函数，用于给LinkedHashMap继承后使用，在HashMap里是空的
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
//修改计数器+1
++modCount;
//实际大小+1， 如果大于阈值，重新计算并扩容
if (++size > threshold)
resize();
//钩子函数，用于给LinkedHashMap继承后使用，在HashMap里是空的
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
可以看到真正执行put的是里面的putVal()方法。里面的插入逻辑一步步下来还是很清晰的。
2.4.6 remove 函数
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
//与之前的put、get一样，remove也是调用其他的方法
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
/**
* Implements Map.remove and related methods
*
* @param hash key的hash值
* @param key
* @param value 与下面的matchValue结合，如果matchValue为false，则忽略value
* @param matchValue 为true，则判断是否与value相等
* @param movable 主要跟树节点的remove有关，为false，则不移动其他的树节点
*/
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;
//老规矩，还是先判断table是否为空之类的逻辑，注意赋值操作
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
//对下标节点进行判断，如果相同，则赋给临时节点
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
//为树节点，则按照树节点的操作来进行查找并返回
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
//do-while循环查找
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
//如果找到了key对应的node，则进行删除操作
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
//为树节点，则进行树节点的删除操作
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
//如果p == node，说明该key所在的位置为数组的下标位置，所以下标位置指向下一个节点即可
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
//否则的话，key在桶中，p为node的上一个节点，p.next指向node.next即可
else
p.next = node.next;
//修改计数器
++modCount;
--size;
//钩子函数，与上同
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
这里提到里的remove的话，肯定与之联想到的就是其抛出ConcurrentModificationException。举个栗子：
// 并发修改异常
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("GoddessY", 1);
map.put("Joemsu", 2);
for (String a : map.keySet()) {
if ("GoddessY".equals(a)) {
map.remove(a);
}
}
这里我们再来看一下其在循环过程中抛出该异常的源码（以keySet()为例）：
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks;
return (ks = keySet) == null ? (keySet = new KeySet()) : ks;
}
final class KeySet extends AbstractSet<K> {
public final Iterator<K> iterator() { return new KeyIterator(); }
}
final class KeyIterator extends HashIterator implements Iterator<K> {
public final K next() { return nextNode().key; }
}
abstract class HashIterator {
//指向下一个节点
Node<K,V> next;
//指向当前节点
Node<K,V> current;
//迭代前的修改次数
int expectedModCount;
//当前下标
int index;
HashIterator() {
//注意这里：将修改计数器值赋给expectedModCount
expectedModCount = modCount;
//下面一顿初始化。。。
Node<K,V>[] t = table;
current = next = null;
index = 0;
//在table数组中找到第一个下标不为空的节点。
if (t != null && size > 0) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
}
//通过判断next是否为空，来决定是否hasNext()
public final boolean hasNext() {
return next != null;
}
//这里就是抛出ConcurrentModificationException的地方
final Node<K,V> nextNode() {
Node<K,V>[] t;
Node<K,V> e = next;
//如果modCount与初始化传进去的modCount不同，则抛出并发修改的异常
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
//如果一个下标对应的桶空了，则接着在数组里找其他下标不为空的桶，同时赋值给next
if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
return e;
}
//使用迭代器的remove不会抛出ConcurrentModificationException异常，原因如下：
public final void remove() {
Node<K,V> p = current;
if (p == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
current = null;
K key = p.key;
removeNode(hash(key), key, null, false, false);
//注意这里：对expectedModCount重新进行了赋值。所以下次比较的时候还是相同的
expectedModCount = modCount;
}
}
2.4.7 treeifyBin 函数
最后我们再来看一下将桶变成红黑树的代码吧，具体的树结构之类的大概会放在TreeMap里讲解，这里不仔细介绍。
final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
int n, index; Node<K,V> e;
//这里MIN_TREEIFY_CAPACITY派上了用场，及时单个桶数量达到了树化的阈值，总的容量没到，也不会进行树化
if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
resize();
else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
do {
// 返回树节点 return new TreeNode<>(p.hash, p.key, p.value, next);
TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
//为空说明是第一个节点，作为树的根节点
if (tl == null)
hd = p;
//设置树的前后节点
else {
p.prev = tl;
tl.next = p;
}
tl = p;
} while ((e = e.next) != null);
//对整棵树进行处理，形成红黑树
if ((tab[index] = hd) != null)
hd.treeify(tab);
}
}
// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions
2.5 给LinkedHashMap提供的钩子函数
用于给LinkedHashMap继承后使用，在HashMap里是空的
// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions
void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }
void afterNodeInsertion(boolean evict) { }
void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
2.6 HashMap的遍历
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("key1", "value1");
map.put("key2", "value2");
map.put("key3", "value3");
//第一种：普遍使用，二次取值
System.out.println("1通过Map.keySet遍历key和value：");
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
}
//第二种
System.out.println("2通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
Map.Entry<String, String> entry = it.next();
System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
}
//第三种：推荐，尤其是容量大时</span>
System.out.println("3通过Map.entrySet遍历key和value");
for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
}
//第四种
System.out.println("4通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
for (String v : map.values()) {
System.out.println("value= " + v);
}
//第五种，jdk8新加入的
System.out.println("5通过map.forEach遍历所有的value和key");
map.forEach((key, value) -> {
System.out.println(key + "：" + value);
});
三、总结
下面是一些关于HashMap的特征：
- 允许key和value为null
- 基本上和Hashtable（已弃用）相似，除了非同步以及键值可以为null
- 不能保证顺序
- 访问集合的时间与map的容量和键值对的大小成比例
- 影响HashMap性能的两个变量：
填充因子和初始化容量 - 通常来说，默认的填充因为0.75是一个时间和空间消耗的良好平衡。较高的填充因为减少了空间的消耗，但是增加了查找的时间
- 最好能够在创建HashMap的时候指定其容量，这样能存储效率比使其存储空间不够后自动增长更高。毕竟重新调整耗费性能
- 使用大量具有相同hashcode值的key，将降低hash表的表现，最好能实现key的comparable
- 注意hashmap是不同步的。如果要同步请使用
Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...)); - 除了使用迭代器的remove方法外其的其他方式删除，都会抛出ConcurrentModificationException.
- map通常情况下都是hash桶结构，但是当桶太大的时候，会转换成红黑树，可以增加在桶太大情况下访问效率，但是大多数情况下，结构都以桶的形式存在，所以检查是否存在树节点会增加访问方法的时间