HashMap是基于哈希表实现的Map接口，并允许null健和null值。由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
1、关于put添加的源码分析
public V put(K key, V value) { // 对key的hashCode()做hash return putVal(hash(key), key, value, false, true); } final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; // 步骤①：tab为空则创建 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 步骤②：计算index，并对null做处理 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; // 步骤③：节点key存在，直接覆盖value if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; // 步骤④：判断该链为红黑树 else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); // 步骤⑤：该链为链表 else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key,value,null); //链表长度大于8转换为红黑树进行处理 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } // key已经存在直接覆盖value if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; // 步骤⑥：超过最大容量 就扩容 if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; }
HashMap的put方法执行过程可以通过下图来理解
①.判断键值对数组table[i]是否为空或为null，否则执行resize()进行扩容； ②.根据键值key计算hash值得到插入的数组索引i，如果table[i]==null，直接新建节点添加，转向⑥，如果table[i]不为空，转向③； ③.判断table[i]的首个元素是否和key一样，如果相同直接覆盖value，否则转向④，这里的相同指的是hashCode以及equals； ④.判断table[i] 是否为treeNode，即table[i] 是否是红黑树，如果是红黑树，则直接在树中插入键值对，否则转向⑤； ⑤.遍历table[i]，判断链表长度是否大于8，大于8的话把链表转换为红黑树，在红黑树中执行插入操作，否则进行链表的插入操作；遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可； ⑥.插入成功后，判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold，如果超过，进行扩容。
关于扩容的源码分析
final Node<K,V>[] resize() { //获取扩容之前的元素列表 Node<K,V>[] oldTab = table; //获取之前的列表长度 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; int oldThr = threshold; int newCap, newThr = 0; if (oldCap > 0) { //如果原来的容量已经大于了最大容量,则把threshold设置成int的最大值 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab; } else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) //否则,新的容量,扩充为原来的一杯oldCap << 1 向左位移1为,相当于oldCap * 2 newThr = oldThr << 1; // double threshold } else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold newCap = oldThr; else { // zero initial threshold signifies using defaults //第一次put元素,也是第一次进行扩展 newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); } //newThr如果==0,说明不是第一次进行扩容了,因为如果是第一次,newThr在上面的代码中,已经赋值了 if (newThr == 0) { float ft = (float)newCap * loadFactor; //判读ft是否小于MAXIMUM_CAPACITY,如果小于,则将newThr=ft newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE); } //将新的阈值赋值给threshold threshold = newThr; @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; table = newTab; //到此为止,如果是第一次,扩容的时候,也就是原来没有元素,下面的代码不会运行,如果原来有元素,则乣将原来的元素,进行放到新扩容的里面 if (oldTab != null) { //循环原来的列表 for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { Node<K,V> e; if ((e = oldTab[j]) != null) { oldTab[j] = null; //如果列表里面只有一个元素,直接将e的key的hash与新容量重新计算,下标 if (e.next == null) newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; else if (e instanceof TreeNode) //如果是红黑树,则进行红黑树的复制 ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); else { // preserve order //是为了保证顺序 Node<K,V> loHead = null, loTail = null; Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; Node<K,V> next; do { //获取当前节点的下一个元素 next = e.next; //e.hash & oldCap 说明e.hash后的值小于oldCap,即使扩充了,也是扩充链表的后半部分,前面已经有的元素还是在原来的位置 if ((e.hash & oldCap) == 0) { //如果loTail==null说明是第一个元素,把这个元素赋值给loHead if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } //如果走下面的代码,则说明,新的元素的key值的hash已经超过了oldCap,所有要加入到新库充的链表中 else { if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null); if (loTail != null) { loTail.next = null; //将下标指向链表的第一个元素 newTab[j] = loHead; } if (hiTail != null) { hiTail.next = null; //下标j + oldCap指向第二个链表的头,原因是e.hash & oldCap ==0 说明,之前的容量还没有填满 知道 !=0 的时候,才表示之前的元素已经填满,所以下标, 就变成了j+oldCap newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab; }
1、关于clear()方法可以看到把数组元素置为null
public void clear() { Node<K,V>[] tab; modCount++; if ((tab = table) != null && size > 0) { size = 0; for (int i = 0; i < tab.length; ++i) tab[i] = null; } }
2、entrySet()方法，返回包含值的Set视图
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { Set<Map.Entry<K,V>> es; return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es; }
3、forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action)遍历map数组
public void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) { Node<K,V>[] tab; if (action == null) throw new NullPointerException(); if (size > 0 && (tab = table) != null) { int mc = modCount; for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) action.accept(e.key, e.value); } if (modCount != mc) throw new ConcurrentModificationException(); } } //例子 Map<String ,String> smap = new HashMap<>(); smap.forEach((a,v)->{ System.out.println(a+":::"+v); });
4、isEmpty()方法如果此map中不包含键值映射，则返回 true
public boolean isEmpty() { return size == 0; }
5、keySet()方法，返回包含键的set视图
6、replace(K key, V value)方法，只有当目标映射到某个值时，才能替换指定键的条目
7、replace(K key, V oldValue, V newValue)方法，仅当当前映射到指定的值时，才能替换指定键的条目