[Java] Map / HashMap - 源代码学习笔记

Map

1. 用于关联 key 和 value 的对象，其中 key 与 key 之间不能重复。

2. 是一个接口，用来代替 Java 早期版本中的 Dictionary 抽象类。

3. 提供三种不同的视图用于观察内部数据，key 的 Set 视图、value 的 Collection 视图，key-value 关联对象的 Set 视图。

4. 有些实现会保证元素的顺序，例如 TreeMap。有些则不会保证，例如 HashMap

5. 如果 key 是可变对象，需要小心处理

6. key 值指向 Map 自身是不被允许，但是，value 值指向 Map 自身是被运行的。

7. 从 Java 8 开始，对 Map 接口引入了许多 Default 方法。目的是为了支持 Java 8 新引入的函数式编程，同时，又不打破既有的继承 Map 接口的代码。此处不展开讨论。

HashMap

1. 一个基于 hash table 的 Map 接口实现。

2. 允许 null 作为 key 或者 value

3. 不保证元素的顺序

4. 提供常量时间内能完成的操作，包括 get，put 操作

5. 有两个内置参数会影响 HashMap 的性能：initial capacity 和 loadfactor

6. 迭代过程，采用 fail-fast 机制。详情可参看 ArrayList fail-fast 。

7. 一个 hash 值对于一个箱子( bin )。当多个不同元素的 hash 值相同时，他们归属于同一个箱子。

HashMap 采用树结构来处理大量的 hash 值冲突的情况。树是指红黑树。

8. tableSizeFor(int) 返回一个大于参数的最小 2 的幂次方的值。例如 tableSizeFor(3) 返回  4， tableSizeFor(5) 返回 8。

9. remove(Object) 删除 Object 为 key 的记录，并返回关联的 value 值。如果无法找到需要删除的元素则返回 null 。 注意，返回 null 有两种情况，一种是无法找到元素，另一种是 Object 关联 value 本身就是 null。

10. removeNode(int hash, Object key, Object value, boolean matchValue, boolean movable) 是具体实现删除算法的方法，被 remove(Object) 调用。算法思路如下：

　　a. 根据 hash 找到对应的箱子

　　b. 在箱子中找到需要删除的对象。根据箱子内元素的存储结构的不同（列表或者树），采用不同的搜索方式。

　　c. 找到待删除对象后，根据不同的存储结构，调用采用不同的节点删除策略。

HashMap 的数据结构关系的简单示意图，如下。

11. keySet()，values() 和 entrySet() 分别返回 key, value, entry 的视图。由于仅仅内部数据的一个视图，视图和 HashMap 用的是同一份数据。所以，在视图上对元素进行的修改，同样会反映到 HashMap 中，反之亦然。

12. 基础的迭代器是 HashIterator。其他三个集成器：KeyIterator, ValueIterator, EntryIterator，均继承自 HashIterator 的迭代器。

13. afterNodeAccess, afterNodeInsertion, afterNodeRemoval 是应用于 linkedHashMap 的后期处理，在 HashMap 中不处理。

Jdk 版本： jdk1.8.0_31.jdk