HashMap中keySet()和entrySet()底层调用解析

场景：1.打断点会看到数据，map调用entrySet的时候什么时候把数据存入Set中的

　　　2.看源码new EntrySet，里面有迭代器，但是这个迭代器什么时候调用的？根据迭代器的next调用了nextNode()里面有对应的节点处理

　　　3.根据 第2条，猜测是调的迭代器依次遍历的，那第1条疑问就更重了

    4.以上看到的是否是视图，那视图是什么map数据的引用？

    5.foreach的时候调用的迭代器还是entrySet已经调用拿到了？？？

 

以下转载自：https://blog.csdn.net/NumberOneStudent/article/details/101668704，并实际验证过确实那样

原理解析

首先看keySet()的使用：

 Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        map.put("a", 1);
        map.put("b", 2);
        map.put("c", 3);
        Set<String> ks = map.keySet();
        for (String s: ks){
            System.out.println(s);
        }

　　

再看HashMap中的keySet()方法：

 public Set<K> keySet() {
        Set<K> ks = keySet;
        return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));
    }

 

而且keySet成员初始为null，且并没有在构造函数中初始化过

transient volatile Set<K> keySet = null;

 

所以初次调用keySet()方法时会new KeySet()，而KeySet()是一个内部类

 private final class KeySet extends AbstractSet<K> {
        public Iterator<K> iterator() {
            return newKeyIterator();
        }
        public int size() {
            return size;
        }
        public boolean contains(Object o) {
            return containsKey(o);
        }
        public boolean remove(Object o) {
            return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
        }
        public void clear() {
            HashMap.this.clear();
        }
    }

 

这个时候我们只是新建了一个KeySet 内部类对象，并没有调用其他方法，而且内部类KeySet 的父类无参构造函数也并没有做啥，那么问题来了，我们是怎么获取的HashMap中的key值的，之前对这个问题一直没明白。
其实，Set ks = map.keySet(); 这里的 ks 就仅仅只是一个Set引用，指向HashMap内部类KeySet的一个实例，重点在于该实例拥有自己的迭代器，当我们在使用增强for循环时才会调用该迭代器，也才会输出我们想要的东西。
现在看看迭代器是如何工作的：

private final class KeySet extends AbstractSet<K> {
        public Iterator<K> iterator() {
            return newKeyIterator();
        }
}

 

newKeyIterator()是指向外部类的一个函数

Iterator<K> newKeyIterator()   {
    return new KeyIterator();
}

 

现在又指向创建的另一个内部类对象KeyIterator()，该类继承HashIterator也是HashMap的内部类

 private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {
        public K next() {
            return nextEntry().getKey();
        }
    }

 

当我们在增强for循环时会调用该next()方法，它指向的是nextEntry().getKey()，Entry中不仅存放了key，value，也存放了next，指向下一个Entry对象，我们知道，HashMap的数据层实现是数组+链表，nextEntry会先遍历链表，然后再继续遍历下一个数组位置的链表，直至全部遍历完成，其部分源码如下：

if ((next = e.next) == null) {
    Entry[] t = table;
    while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
        ;
}

 

ohhhhhhh, 我们知道了其实是在遍历 table

总结：keySet()方法返回一个内部引用，并指向一个内部类对象，该内部类重写了迭代器方法，当在增强for循环时才调用，并从外部类的table中取值。
同理： entrySet() 的使用

断点调试的思考

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        HashMap hashMap = new HashMap();
        hashMap.put(1,2);
        hashMap.put(3,4);
        Set set  = hashMap.entrySet();

    }
}

 

就以上面的思路我进行了断点调试，发现一初始化就会将entrySet() 中的 entrySet 初始化成功


但是明明没有对entrySet 赋值的语句啊？

原因： 在对某个对象进行 add to watch 实际上调用该对象的 toString 方法。

class T {
    private String name;
    public T() {
    }
    //测试断点的情况下是否会调用 toString() 方法
    @Override
    public String toString() {
        this.name = "abc";
        System.out.println("输出了:" + name);
        return super.toString();
    }
}

main()方法
System.out.println("start");
T t = new T();
System.out.println("end");

 

没有断点的情况的输出结果：
System.out: start
System.out: end

断点的情况的输出结果：
System.out: start
System.out: 输出了:abc
System.out: end

 

在这里可以得出结论就是对一个对象打断点会执行该对象的 toString() 方法。同理在我们给 entries 打断点时可以看的返回的 EntrySet 集合是有数据的，可以知道这个数据肯定就是在 EntrySet 中的 toString() 方法获取的，查阅源码可以知道， EntrySet 并没有实现 toString 方法，而是在祖父类 AbstractCollection 实现了，代码如下：

public String toString() {
    //实际上就是获取 Iterator 对象，然后不断地调用 next() 方法而得到的值。
    Iterator<E> it = iterator();
    if (! it.hasNext())
        return "[]";
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    sb.append('[');
    for (;;) {
        E e = it.next();
        sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);
        if (! it.hasNext())
            return sb.append(']').toString();
        sb.append(',').append(' ');
    }
}

 

结论：在获取 EntrySet 之后，我们一般调用 iterator() 获取 Iterator 对象，然后不断的调用 next() 方法，实际上这个才是真正获取数据的地方。它内部遍历 table 数组来获取指定的数据。