HashMap源码解析

定义

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

public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> 

HashMap实现了Map接口，继承AbstractMap。其中Map接口定义了键映射到值的规则，而AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作，其实AbstractMap类已经实现了Map。

数据结构

我们知道在Java中最常用的两种结构是数组和指针引用。实际上HashMap是一个“链表散列”，如下是它数据结构：

 

从上图我们可以看出HashMap底层实现还是数组，只是数组的每一项都是一条链。其中参数initialCapacity就代表了该数组的长度。下面为HashMap构造函数的源码：//jdk7把有些过程方法put的时候去做了，在读写解析上会体现。

    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;
        init();
    }

此段代码做了一些变量赋值和参数初始化，早期JDK给table赋值也是在构造器中的，即每次新建一个HashMap时，都会初始化一个table数组。table数组的元素为Entry节点。。

读写实现

    public V put(K key, V value) {
　　　　//jdk新版本，创建数组的时机在这了
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
　　　　//hashmap允许放key为NULL的数据
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
　　　　//计算此key的hash值
        int hash = hash(key);
　　　　//根据hash值找到此key在数组的中下标
        int i = indexFor(hash, table.length);
　　　　//遍历此下标处的Entry链表
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
　　　　　　//如果此key已存在则覆盖
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
　　　　//添加新key到此下标中
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

    private void inflateTable(int toSize) {
        int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);

        threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
　　　　//此处表名HashMap是数组加链表的结构存储的
        table = new Entry[capacity];
        initHashSeedAsNeeded(capacity);
    }
　　//key为NULL的值始终在数组下标0的位置
    private V putForNullKey(V value) {
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        addEntry(0, null, value, 0);
        return null;
    }
　　//计算hash值
    final int hash(Object k) {
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }
        h ^= k.hashCode();
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
　　//通过hash值计算此key在数组中的下标
    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);
    }
　　
    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    　　if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
　　　　　　 //扩容数组，比较耗时
       　　 resize(2 * table.length);
        　　hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        　　bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    　　}

    　　createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
　　}
    //创建链表
    void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    　　Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
　　　　//把新加的放在原先在的前面，原先的是e，现在的是new，next指向e
   　　 table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);//假设现在是new
    　　size++;
　　}

代码中很多思想用到了数学里的一些概念，为了性能优化数据分配平均和合理性的保证。譬如数组大小啥的，都用2的指数来玩，这方面不是很懂，就不献丑了。

下面的get代码比较好理解就不解释了。

    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;
    }