HashMap源码分析

本文主要是介绍HashMap源码分析，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

HashMap 1.8

1、构造函数：赋值负载因子0.75，当负载因子大于0.75时就会发送扩容

    public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }

2、put方法，可以看到我们要看的时putVal方法

    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

3、先看hash(key)方法，也就是HashMap使用的hash算法

>>>是无符号右移，为什么要右移动16位，首先hashcode返回的是int, java里面是32位。

再看看取模算法，可以看后面的代码，它使用的是 （总容量 & hash），这样会导致高位失效，也就是只有地位参与运算。

比如容量为7，那么hash = 1111(二进制) = 15 和 hash = 11111(二进制) =31 最终的运算结果都是0。

右移动16位后hash的生成，低16位参与了一次高16位于低16位的运算，高16位不变。减少冲突的可能性，虽然我上面的那个例子没有解决。

    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

4、接着看putVal方法

/**
 * hash : 生成的hash
 *  key :key
 * value :值
 * onlyIfAbsent : true时，存在时不替换
 *  evict： false时，这里我也没看懂，hashMap里面没有用这个参数
 *  返回：很少用，原来的值
 */

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        // 为空进行初始化
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        // 对应节点没有值，直接填上 
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        // 有值
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            // 当前节点key是一样的
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            // 当前节点是树节点，走红黑逻辑
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                //链表里面寻找
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    //下一个节点为空
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        // 当前容量达到需要转换红黑树的容量
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                   //转成红黑树
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //如果key 相关，判断逻辑和上面一样的
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            // 如果存在相同的key
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                // 触发节点访问后动作，linkhashMap有
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        //
        ++modCount;
        // 如果大小大于标准容量后，进行rehash
        if (++size > threshold)
            resize();
        // 触发节点插入后动作，linkhashMap有
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

5、看看里面几个重要的方法。

5.1 初始化hash，和rehash都是下面这个。

这里容量扩充到2倍，很巧秒，减少了很多的计算，见下面的注释分析。

 final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        // 容量大于0
        if (oldCap > 0) {
            //大于最大容量，直接扩充到Int最大值
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            // 新容量 = 2 * 老容量 ，新容量小于最大容量，老容量大于初始容量
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        // 初始化时，有赋值最大容量和负载因子
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
         // 初始化时，没有赋值任务东西
        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"})
        //构建新的table
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            //循环
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    //当前位置只有一个，直接移过来
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    // 当前节点是树
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                   // 其它，链表插入，这里计算比较巧妙
                    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;
                            //结果只能为1或者0，表示高位为0，不影响，位置不变
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            // 高位为1，影响，并在对应位置为+原始容量
                            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;
    }

插入树

final TreeNode<K,V> putTreeVal(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab,
                                       int h, K k, V v) {
            Class<?> kc = null;
            boolean searched = false;
            // 找到根节点
            TreeNode<K,V> root = (parent != null) ? root() : this;
            for (TreeNode<K,V> p = root;;) {
                int dir, ph; K pk;
                //大于
                if ((ph = p.hash) > h)
                    dir = -1;
                // 小于
                else if (ph < h)
                    dir = 1;
               // key相同，hashcode相同，直接返回
                else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk)))
                    return p;
                // hashcode相同，key不相同，如果没有实现compara,或者实现了，并且compara相同
                else if ((kc == null &&
                          (kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
                         (dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) {
                    if (!searched) {
                        TreeNode<K,V> q, ch;
                        searched = true;
                        if (((ch = p.left) != null &&
                             (q = ch.find(h, k, kc)) != null) ||
                            ((ch = p.right) != null &&
                             (q = ch.find(h, k, kc)) != null))
                            return q;
                    }
                    dir = tieBreakOrder(k, pk);
                }

                TreeNode<K,V> xp = p;
                // 到叶子节点插入
                if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
                    Node<K,V> xpn = xp.next;
                    TreeNode<K,V> x = map.newTreeNode(h, k, v, xpn);
                    if (dir <= 0)
                        xp.left = x;
                    else
                        xp.right = x;
                    xp.next = x;
                    x.parent = x.prev = xp;
                    if (xpn != null)
                        ((TreeNode<K,V>)xpn).prev = x;
                    moveRootToFront(tab, balanceInsertion(root, x));
                    return null;
                }
            }
        }

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