HashMap 源码笔记

put函数

简述：put函数有两个参数，key和value，实际上还有一个int类型的hash值，是通过key的hashCode与其高16位进行异或运算得到的，首先判断table数组是否存在，如果不存在的化就初始化，默认容量为16，加载因子为0.75（也就是说当达到12时，就会扩容，扩容方法单独说），数组长度减一与运算hash值，得到当前节点应该table数组中的哪个位置，如果为空，就new一个节点，如果不为空，有3种情况，1.hash相同，也就是key相同，那么就覆盖原来的value值，2.当前节点在红黑树上；3.当前节点在链表中（遍历这个链表，将新节点添加到尾部，如果长度大于8，则转换为红黑树，如果在链表中找到了相同的hash，即相同的key，则覆盖原来的value值）

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

//计算key的hash值
static final int hash(Object key) {
        int h;
        //这里说明key可以为null,key.hashCode()这个方法是Object类的方法，跟内存地址有关，
        //将key的hash值与hash的高16位进行异或运算，得到这个节点的hash值
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node[] tab; Node p; int n, i;
        //初始化table,分配内存空间
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        //计算hash在数组中的位置：数组长度减一后和hash值进行与运算（得到的结果肯定小于数组长度减一）   
        //如果这个位置为空，就new一个节点存放hash，key和value 
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else { 
            //这个else包含几种情况
            //1：hash相同，key也相同，那么就将旧的value替换成新的value;
            Node e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            //2：当前节点在红黑树上
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            //3：当前节点在链表上
            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;
                }
            }
            //key存在，将value覆盖为新值
            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;
    }

大致流程图：

table初始化和扩容

final Node[] resize() {
        Node[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            //扩容为原来的2倍，并判断小于最大容量2的30次方，
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                //负载容量也扩大为原来的2倍
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        //oldCap = 0 说明还未初始化，下面进行初始化
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            //容量为默认的16
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            //负载容量默认为16 * 0.75 = 12
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        //oldTab不为空，说明正在扩容，下面将原来的table中的数据放入新的table中
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    //e.next = null说明当前只有一个节点，并不是链表或者是红黑树
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    //红黑树
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    //链表
                    else { // preserve order
                        Node loHead = null, loTail = null;
                        Node hiHead = null, hiTail = null;
                        Node next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }