Java HashMap
jdk 1.8
Java8相对于java7来说HashMap变化比较大，在hash冲突严重的时候java7会退化为链表，Java8会退化为TreeMap
我们先来看一下类图:
可见，HashMap继承了AbstractMap，但是Map并没有扩展Collection接口
我们先来看一下put方法
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
K,V分别是键值，首先对key执行hash方法，
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
首先取key的hashCode然后和hashcode右移16位（高位用0补全）然后进行异或
不用hashCode直接接返回的原因在这，我在下面的注释也稍微解释了一下
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//首先把table赋值给tab 检查是不是null 如果是null 那么初始化一下(resize)
//饭后返回table的长度给n
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//(n-1)&hash作为桶的标号
//我们知道桶的数量是 2^n
//2^n - 1 在二进制中表示就是全是1 按位与就比较平均的分配桶了
//但是为什么不直接用hashcode作为hash呢?
//由于使用桶数量-1作为掩码，那么注定高位的hashcode无法参与运算
//我们把高16位与低16使用xor运算，让高位参与hash，减少一定的冲突
//但是如果 桶的数量不是 2^n 那么这么做hash就不那么平均了
//在这里判断是不是有节点，如果没有，那么证明这里没有Hash冲突直接创建一个节点放这里就好了
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null){
//在这里创建一个节点赋值给第i个桶
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
}
else {
//这里证明有Hash冲突了
Node<K,V> e; K k;
//判断当前的hash是不是相等，然后判断key相等
//因为key是个对象，相对来讲equals运算时间更长，先比较hash，如果不相等就不用equals比较了
//如果是相同的键，那么赋值给一个临时引用，先不覆盖
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//这里判断当前桶里的头结点是不是TreeNode，如果是TreeNode，那就把这个节点插到红黑树里面
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//如果不是Tree节点，那么说明现在还是个链表
//开始遍历
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//判断是不是尾节点
if ((e = p.next) == null) {
//是尾节点那就直接插后面
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//判断链表多长
//如果超过阈值，那就把链表变成二叉树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//hash相等之后在进行equals判断如果相等，证明这个已经key已经存在了break
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//e是key所在的节点如果是null那么证明是新插的，否则覆盖引用
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
//如果旧值是null或onlyIfAbsent==0那么覆盖值然后直接返回就可以了
//因为并没有改变table结构或者链表什么的
e.value = value;
//这个是空的，需要子类覆盖一下
//但是绝不能改变table结构什么的
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
//更改迭代器
++modCount;
//大于阈值 扩容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
先看一下注释
第一个值是key 哈希之后的值，第二个是key 第三个 是value 第四个就是是否覆盖原来存在的值，第五个是当前表是不是正在处于创建状态(false表示不是create)
看一下resize 操作
实际上就是扩容，解释写在注释里面了
/**
* Initializes or doubles table size. If null, allocates in
* accord with initial capacity target held in field threshold.
* Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the
* elements from each bin must either stay at same index, or move
* with a power of two offset in the new table.
*
* @return the table
*/
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
//如果是null那么说明是新创建的
//下面的几个变量，Cap桶容量，Thr阈值
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
//先判断旧桶有没有
if (oldCap > 0) {
//如果旧的长度大于最大阈值，那么把桶扩大到最大Integer.MAX，然后不会发生resize了
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
//桶容量*2如果比最大容量小以及旧的大于默认桶容量
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
//旧的没桶数量 但是有阈值 说明第一次创建
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
//没有阈值，没有旧桶容量，说明默认初始化的
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
//新阈值 为0 说明需要计算阈值
float ft = (float)newCap * loadFactor;
//cap*factor但是如果太大，那么就扩大到Integer.MAX_VALUE
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
//按照计算好的桶的数量扩容
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
//把旧的桶所有东西放在新桶里面
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
//先清空旧的桶那个位置
oldTab[j] = null;
//如果只有一个元素 直接放在新桶对应的位置
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
//如果是树节点
else if (e instanceof TreeNode)
//对应的放在新桶里面
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
//链表节点 遍历，然后对应的放新桶里面
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
//开始遍历链表
do {
next = e.next;
//这里挺有意思的
//判断 oldCap那个位置是0还是1
//如果是0 那么扩容后不变
//如果是1 那么扩容后桶是原来位置+原来桶的数量
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);
//对应的链表放进去就行
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
红黑树那部分先不看了
可以参考一下这个，里面有图很好理解: