HashMap源码解析

HashMap的底层数据结构在1.8版本之前数组和链表，1.8之后加入红黑树，
当插入键值对时，对key进行哈希运算，将哈希值映射到数组下标中的链表尾端，当链表长度达到链表最大值，则将链表转为红黑树，节省插入和删除时间

继承

HashMap继承于AbstractMap类，并实现了Map、Cloneable、Serializable，说明他能够实现克隆和序列化

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

    private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
}

属性

• 初始容量，必须是2的幂
  static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
• 最大容量，必须是2的幂
  static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
• 负载因子，默认为0.75，即容量达到75%就扩充容量
  static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
• 树阈值，超出该阈值链表变红黑树，链表长度超过8就转为红黑树
  static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
• 非树阈值，低于该阈值红黑树变链表
  static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
• 最小树容量
  static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
• 存放的数组
  transient Node<K,V>[] table;
• 存放kv的数量
  transient int size;

构造函数

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点击查看代码

//不带参数，采用默认负载因子
public HashMap() {
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 
	// all other fields defaulted
}
//设置初始容量
public HashMap(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
//传入K，V，用到putMapEntries方法
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
    putMapEntries(m, false);
}
//传入初始容量和负载因子
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                           initialCapacity);
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                           loadFactor);
    this.loadFactor = loadFactor;
    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}

静态方法

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put（k,v）
putVal()
hash()//扰动函数
get
containsKey()
containsValue()
keySet()
values()
entrySet()
getOrDefault()

取模过程

在put新的键值对时，需要讲做过hash的key映射到对应数组下标中，映射过程没有采用直接取模的方法，而是采用二进制与的方法，即hash%n = (n-1)&hash ,但此等式只在n为2的幂次方才成立，因此hashmap的长度n一定为2的幂次方。

哈希过程

由于取模过程采用hash%n = (n-1)&hash,hashmap长度n为16，此时进行二进制与运算时，hash值的高位不参与运算，这增加了hash冲突的概率，为了利用高位hash值，在计算hash的过程中，首先调用key值本身的hashcode方法，然后将高16位与低16位进行二进制异或的二次哈希，从而获取最终的哈希值，此时再进行取模就能够同时利用hash的高位和低位值，减少hash冲突的概率。

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

扩容过程

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