Java源码-HashMap（jdk1.8）

一、hash方法

如下是jdk1.8中的源码

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

（1）HashMap允许一个key为空，因此key为null 的hash 值为0。

a、首先获取对象的hashCode()值；

b、然后将hashCode值右移16位；

c、然后将右移后的值与原来的hashCode做异或运算，返回结果。

（其中h>>>16，在JDK1.8中，优化了高位运算的算法，使用了零扩展，无论正数还是负数，都在高位插入0）。

（2）在putVal源码中，我们通过(n-1)&hash获取该对象的键在hashmap中的位置。

（其中hash的值就是（1）中获得的值）

其中n表示的是hash桶数组的长度，并且该长度为2的n次方，这样(n-1)&hash就等价于hash%n。

因为&运算的效率高于%运算。

 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                    boolean evict) {
         ...

         if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//获取位置
             tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
         ...
 }

二、putVal方法

jdk1.8中hashmap 的实现是通过数组+链表+红黑树来实现的，如果链表的结点数大于8，那么就将链表重构成红黑树。

完善了一张前利作者的图：

 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                    boolean evict) {
         Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
         if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
             n = (tab = resize()).length;//如果当前hashMap中无数据，那么调用resize()方法扩容
         if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//如果当前通过hash方法找到的hash桶数组中没有值
             tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//那么直接在当前结点新建结点对象
         else {//如果在当前hash桶数组中该位置有值了
             Node<K,V> e; K k;//比较该位置的hash值与传入的参数hash值是否相等，并且key值是否相等
             if (p.hash == hash && //即判断是否是同一个key对象
                 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                 e = p;//如果是，那么将当前数组中的对象p 赋值给 临时对象e，然后在下面替换掉value值就可以了，执行第29行。
             else if (p instanceof TreeNode)//如果不是同一key对象，那么判断p是否是红黑树结点
                 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);//如果是，那么在红黑树中插入结点
             else {//如果不是，那么就是普通的结点了，即存放在链表中
                 for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                     if ((e = p.next) == null) {//找到链表的最后一个结点
                         p.next = newNode(hash, key, value, null);//插入新节点
                         if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                             treeifyBin(tab, hash);//如果大于8，那么重构成红黑树
                         break;
                     }
                     if (e.hash == hash &&
                         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                         break;//如果在链表中存在的是同一个key对象，那么直接在下面的方法中替换掉
                     p = e;
                 }
             }//如果当前位置的对象是同一对象，那么直接替换掉
             if (e != null) { // existing mapping for key
                 V oldValue = e.value;
                 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                     e.value = value;
                 afterNodeAccess(e);
                 return oldValue;
             }
         }
         ++modCount;
         if (++size > threshold)//如果超过当前的阀值，那么扩容
             resize();
         afterNodeInsertion(evict);
         return null;
     }

三、resize方法

（1） 在jdk1.8中，resize方法是在hashmap中的键值对大于阀值时或者初始化时，就调用resize方法进行扩容；

（2）每次扩展的时候，都是扩展2倍；

（3）扩展后Node对象的位置要么在原位置，要么移动到原偏移量两倍的位置。

  final Node<K,V>[] resize() {
         Node<K,V>[] oldTab = table;//oldTab指向hash桶数组
         int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
         int oldThr = threshold;
         int newCap, newThr = 0;
         if (oldCap > 0) {//如果oldCap不为空的话，就是hash桶数组不为空
             if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {//如果大于最大容量了，就赋值为整数最大的阀值
                 threshold = Integer.MAX_VALUE;
                 return oldTab;//返回
             }//如果当前hash桶数组的长度在扩容后仍然小于最大容量 并且oldCap大于默认值16
             else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                      oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                 newThr = oldThr << 1; // double threshold 双倍扩容阀值threshold
         }
         else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
             newCap = oldThr;
         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"})
             Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];//新建hash桶数组
         table = newTab;//将新数组的值复制给旧的hash桶数组
         if (oldTab != null) {//进行扩容操作，复制Node对象值到新的hash桶数组
             for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                 Node<K,V> e;
                 if ((e = oldTab[j]) != null) {//如果旧的hash桶数组在j结点处不为空，复制给e
                     oldTab[j] = null;//将旧的hash桶数组在j结点处设置为空，方便gc
                     if (e.next == null)//如果e后面没有Node结点
                         newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;//直接对e的hash值对新的数组长度求模获得存储位置
                     else if (e instanceof TreeNode)//如果e是红黑树的类型，那么添加到红黑树中
                         ((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;
                         do {
                             next = e.next;//将Node结点的next赋值给next
                             if ((e.hash & oldCap) == 0) {//如果结点e的hash值与原hash桶数组的长度作与运算为0
                                 if (loTail == null)//如果loTail为null
                                     loHead = e;//将e结点赋值给loHead
                                 else
                                     loTail.next = e;//否则将e赋值给loTail.next
                                 loTail = e;//然后将e复制给loTail
                             }
                             else {//如果结点e的hash值与原hash桶数组的长度作与运算不为0
                                 if (hiTail == null)//如果hiTail为null
                                     hiHead = e;//将e赋值给hiHead
                                 else
                                     hiTail.next = e;//如果hiTail不为空，将e复制给hiTail.next
                                 hiTail = e;//将e复制个hiTail
                             }
                         } while ((e = next) != null);//直到e为空
                         if (loTail != null) {//如果loTail不为空
                             loTail.next = null;//将loTail.next设置为空
                             newTab[j] = loHead;//将loHead赋值给新的hash桶数组[j]处
                         }
                         if (hiTail != null) {//如果hiTail不为空
                             hiTail.next = null;//将hiTail.next赋值为空
                             newTab[j + oldCap] = hiHead;//将hiHead赋值给新的hash桶数组[j+旧hash桶数组长度]
                         }
                     }
                 }
             }
         }
         return newTab;
     }

四、get方法

（1）get(Object key)

一般我们是通过get（key）来获取对象的键值，在jdk1.8源码中，通过getNode(hash(key),key)来获取结点对象，如果返回的结果不为空，那么就表示有对应的结点，返回e.value。

 public V get(Object key) {
         Node<K,V> e;
         return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
     }

（2）getNode(int hash, Object key)

 final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
         Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
         if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
             (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
             if (first.hash == hash && // 总是从第一个检查开始 ，比较hash值 和key值
                 ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                 return first;
             if ((e = first.next) != null) {
                 if (first instanceof TreeNode)//如果是红黑树类型，那么在红黑树中查找
                     return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                 do {
                     if (e.hash == hash &&
                         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                         return e;
                 } while ((e = e.next) != null);//循环遍历
             }
         }
         return null;//表示没有找到
     }

（3）啦啦啦