HashMap源码分析

代码基于JDK 1.8

基数知识

Map是保存了Key-Value键值对的数据集合接口。HashMap是基于HashCode的Map实现。因为基于Key的HashCode进行存储，所以HashMap中Key都是唯一的。

• HashMap中Key，Value均可以为null。

源码解析

类声明

public class HashMap<K, V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K, V>, Cloneable, Serializable {
    // ...
}

• Map - AbstractMap<K,V>本身实现了Map<K,V>接口，在这里再次强调了HashMap实现了Map
• Cloneable 实现了克隆接口
• Serializable 实现了序列化接口

数据结构

/**
 * table, 在初次使用时进行初始化, 必要时进行大小调整。
 * 在分配大小时，长度总是 2的幂
 */
transient Node<K,V>[] table;


// Node静态内部类，链表数据结构
static class Node<K, V> implements Map.Entry<K, V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    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;
    }
}

上面代码描述了HashMap的底层数据结构：数组 + 链表。

在1.8中，增加了红黑树，带详细研究...

构造函数

对于构造函数，提供了多个重载，以方便创建实例：

public HashMap()
public HashMap(int initialCapacity)
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

在构造函数中，initialCapacity和loadFactor两个参数对map的性能有很大的影响。

• initialCapacity: 初始化大小， 即table数组的长度，如果此值太小，可能会因引起table频繁调整数组大小，如果太大，实际内容很少，则造成资源浪费，默认 1 << 4。
• loadFactor: 加载因子，取值范围（0,1）的浮点数，如果此值太小，可能会因引起table频繁调整数组大小，如果太大，table大小很长时间不调整，调整时内容移动大。默认值0.75

i = (n - 1) & h;

计算key在table中的索引,h为key的hashcode，n为当前table的大小。

HashMap为非线程安全Map，其中key和value均可以为null。