Java --HashMap源碼解析

興趣所致研究一下HashMap的源碼，寫下自己的理解，基於JDK1.8。

本文大概分析HashMap的put(),get(),resize()三個方法。

首先讓我們來看看put()方法。

    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

    /**
     * Implements Map.put and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @param value the value to put
     * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
     * @param evict if false, the table is in creation mode.
     * @return previous value, or null if none
     */
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

1.首先通過hash(key)計算key的hash值

putVal(hash(key), key, value, false, true)

2.由於hashMap實際存儲數據的就是table數組，那麼首先需要判斷table數組是否已經被初始化了，如果沒有初始化，那麼調用resize()方法對table進行初始化

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;

3.通過hash與（n-1）進行與運算得出數組的索引，根table[索引]判斷是否為null，如果為null那麼直接存入該位置。

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

4.如果table[索引]不為null，那麼說明位置發生了碰撞，需要繼續進行判斷

5.如果判斷table[索引]位置p上的p.key=key&&p.hash=hash，那麼就會對value進行替換，也就是保證key唯一。

6.如果不滿足5的條件，那麼會判斷table[索引]位置p是二叉樹，那麼會調用TreeNode.putTreeVal()去進行對二叉樹節點的插入。

else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

7.如果不滿足5，6的條件，那麼會使用鏈表來插入該節點：迴圈尋找p.next直到找到一個位置為null那麼進行插入。

                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }

8.上述5，6，7三步中，只要發現了p.key=key&&p.hash=hash，那麼就會進行value替換，將oldValue替換為newValue。

            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }

9.進行計數+1，並且判斷當前已存數量是否大於table[]的2/3，如果大於那麼使用resize()對table進行擴充。

10.至此整個put()完成。

再來讓我們看看get()方法。

    public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }

    /**
     * Implements Map.get and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @return the node, or null if none
     */
    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

1.首先判斷table[]是否為空，通過hash計算索引判斷table[索引]是否為空，如果任意一項為空那麼直接return null。

2.判斷table[索引]的hash與key是否都與查找的相同，如果hash與key都相同，那麼直接返回table[索引]。

if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;

3.如果不滿足條件2，那麼判斷table[索引]的next是否為空，如果為空則return null。

4.如果table[索引]的next不為空，那麼判斷是否為二叉樹，如果是二叉樹直接使用getTreeNode()方法查找。

if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);

5.如果不是二叉樹，那麼直接使用鏈表的方式查找。

　　　　　　　　do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);

6.至此完成整個get()方法。