HashMap源码浅析jdk1.7
HashMap的成员变量和成员类
这里只拿出来主要的成员变量和内部类，具体的还请查看源码。
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 //默认容量 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //最大容量 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;// 默认扩容因子 static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {}; transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;// 维护的数组 transient int size;// 当前的元素个数 int threshold;//扩容的临界值，当内部元素个数超过这个值的时候，会进行扩容 final float loadFactor;// 扩容因子 transient int modCount;//记录修改的次数
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final K key; V value; Entry<K,V> next; int hash; /** * Creates new entry. */ Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) { value = v; next = n; key = k; hash = h; } public final K getKey() { return key; } public final V getValue() { return value; } public final V setValue(V newValue) { V oldValue = value; value = newValue; return oldValue; } public final boolean equals(Object o) { if (!(o instanceof Map.Entry)) return false; Map.Entry e = (Map.Entry)o; Object k1 = getKey(); Object k2 = e.getKey(); if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) { Object v1 = getValue(); Object v2 = e.getValue(); if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2))) return true; } return false; } public final int hashCode() { return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue()); } public final String toString() { return getKey() + "=" + getValue(); } /** * This method is invoked whenever the value in an entry is * overwritten by an invocation of put(k,v) for a key k that's already * in the HashMap. */ void recordAccess(HashMap<K,V> m) { } /** * This method is invoked whenever the entry is * removed from the table. */ void recordRemoval(HashMap<K,V> m) { } }
hashMap的初始化
hashMap提供了三个构造方法，通过这三个方法来自定义初始化容量和扩容因子
无参构造：内部调用了两个参数的构造的方法，传递默认的容量16和扩容因子0.75，也就是说table数组的初始化大小是16，扩容的临界值是16*0.75=12，当存放的元素个数大于
12的时候就会扩容。（临界值=数组容量*扩容因子）
public HashMap() { this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);//调用两个参数的构造方法 }
两个参数的构造方法：接收用户定义的容量和扩容因子，方法里面只不过是进行了数据验证并将临界值等于初始容量
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; threshold = initialCapacity;// 这里临界值等于容量，在后面会进行改变 init(); }
一个参数的构造方法：内部调用了两个参数的构造的方法，传递用户设置的容量16和默认扩容因子
public HashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); }
hashmap的初始化只不过进行了容量和扩容因子的设置，并没有将内部维护的数组长度设置成传递进来的容量，哪是什么时候设置的呢？带着疑问继续往下看
HashMap的put操作
hashmap进行put时首先会判断数组是不是那个空的数组，如果是空的数组调用inflateTable方法
public V put(K key, V value) { if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold);//这里进行数组的初始化 } if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key);//计算key的hash码 int i = indexFor(hash, table.length);//获取元素在数组中的索引 //如果获取到的索引位置已经有元素存在，获取该元素并遍历该元素的链表 //看是否是该元素是否存在链表中，如果存在链表中更新值并返回原来的值 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {//如果key相同就更新值，且返回原来的值 V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; //新添加的元素在链表中不存在，或者得到的索引位置没有元素，添加entry addEntry(hash, key, value, i); return null; }
下面来看看inflateTable方法做了什么
inflatTable方法接收设置的容量，然后调用roundUpToPowerOf2，roundUpToPowerOf2会将传递进来的数值A进行改变，返回的永远是一个2的n次幂的值B，A和B的关系是
A>=B=2^n 且A < 2^(n-1),也就是返回一个2的n次方的数，这个数大于A且最接近A，比如A=21 2^4=16<21< 2^5=32 那么返回的就是32 ,比如new HashMap(63);这里的capacity
就是64=2^6,可以打断点调试一下，之后改变临界值，实例化数组。
private void inflateTable(int toSize) { // Find a power of 2 >= toSize int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); table = new Entry[capacity]; initHashSeedAsNeeded(capacity); }
调试的结果如下：
内部的数组初始化化了之后再回到put方法
如果传递进来的key不为空，计算其哈希码并通过indexFor找到元素在数组中的索引，调用的方法是hash方法和indexFor方法，在计算在数组中的索引的时候，将键hash码与
数组的最大索引（数组长度减1）按位与，来确保不会越界，比如一个元素的hash码是2125768333转换成二进制是1111110101101001010011010001101，数组的容量是64，那最大索引就是63，二进制为111111 ,按位与后有效位为最大索引的二进制中1的位数，从而确保不会越界
final int hash(Object k) { int h = hashSeed; if (0 != h && k instanceof String) { return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k); } h ^= k.hashCode(); // This function ensures that hashCodes that differ only by // constant multiples at each bit position have a bounded // number of collisions (approximately 8 at default load factor). h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); } /** * Returns index for hash code h. */ static int indexFor(int h, int length) { // assert Integer.bitCount(length) == 1 : "length must be a non-zero power of 2"; return h & (length-1); }
然后判断数组该索引处是否有元素存在，如果有元素存在就遍历该元素的链表，看新添加的元素是否存在链表中，如果存在链表中就更新值，并返回原来的值，新添加的元素在链表中不存在，或者得到的索引位置没有元素，添加entry调用addEntry方法
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 如果元素个数大于等于临界值进行扩容 if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { resize(2 * table.length); hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } //创建entry createEntry(hash, key, value, bucketIndex); }
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { Entry<K,V> e = table[bucketIndex];//获取原来该索引的entry table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);//如果原来该索引处有元素，替换为新的，数组中存储的是最后插入的，原来的entry链到新entry的后面 size++; }
打个比方， 第一个键值对A进来，通过计算其key的hash得到的index=0，记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。也就是说数组中存储的是最后插入的元素。到这里为止，HashMap的put就完成了。
HahsMap的get操作
public V get(Object key) { if (key == null) return getForNullKey(); Entry<K,V> entry = getEntry(key); return null == entry ? null : entry.getValue(); }
final Entry<K,V> getEntry(Object key) { if (size == 0) { return null; } int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } return null; }
和元素添加到数组的时候一样，通过计算key的hash码，再找到元素在数组中的索引然后遍历链表，进行比较最后返回entry,再getValue获取值
