HashMap原理与源码分析

            本人刚毕业工作不久，初出茅庐，有不对地方望指正，谢谢。

            众所周知，HashMap是一个用于存储键值对（key-value），底层是有数组与链表实现的集合。每一个键值对也叫做Entry。这些键值对(Entry)分散存储在一个数组(table)当中。

         我们常用的两个方法：put与get

        1.put方法的原理

                              比如我插入一个key为name的元素。

                                ①.根据key计算出hash值，

                                int hash= hash(key);

                                ②.通过hash值与table数组的长度按（位运算 )计算出插入table位置的索引,假设计算出为2

                                int i= indexFor(hash, table.length);

如图1：

图1（借用网上的图）

                                ③.因为hashMap长度有限，在所难免计算出来的数组索引会出现冲突，还及得前面说过hashMap底层是通过数组与链表结构组合实现的数据结构吗？此时我们就可以用链表的方式去解决。HashMap数组的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头节点。每一个Entry对象通过Next指针指向它的下一个Entry节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，首先会判断key是否相等，如果相同则替换原来的值（hashCode和equals进行比较两个key是否相同）。如果不相等则会插入到下一个entry节点（使用的头插法，因为HashMap的发明者认为，后插入的Entry被查找的可能性更大。），如图2：

图2

        2.Get方法的原理

                                    ①.根据key计算出hash值，

                                         int hash= hash(key);

                                     ②.通过hash值与table数组的长度按位运算计算出插入table位置的索引,假设计算出为2

                                         int i= indexFor(hash, table.length);

                                         由于刚才所说的Hash冲突，同一个位置有可能匹配到多个Entry，这个时候就会顺着对应链表的头节点一个一个往下找，例如：key="name"，头节点显然不是我们想要的结果，则顺着头节点，Next往下找，正式我们想要找的结果

                                           

图3

   3.我们来看看HashMap的源码(jdk1.7)

图4

                    1.put方法源码

图5

                    ①:判断key是否为空，如果key为null，则插入table[0](null总是放在数组的第一个链表中)的位置，因为HashMap数组下标是从1开始，预留的索引0则是为了储存空key

图6

        ②③根据key计算出hash值，通过hash值与table数组的长度按（位运算）计算出插入table位置的索引。

图7

       ④通过计算出的索引找到对应的数组位置。然后遍历链表。判断该位置的entry是否为null，如果不为空则判断key是否重复，如果重复则替换原来的值。不重复则在链表头结点插入该键值对（entry）

       ⑤看源码翻译过来的意思：记录该table修改的次数（至于为什么会出现这个这里就不做多说明，有兴趣的同学下来可以去了解下）。

       ⑥

参数说明

hash：hashCode

key：key

value：value

bucketIndex：table索引（链表所在的数组索引）

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)；

图8

createEntry(hash, key, value, bucketIndex);

/**

* The number of key-value mappings contained in this map.

*/

transient int size;//包含kery-value 数量

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

                Entry e= table[bucketIndex];

                table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);//插入 entry

                size++;//

}

2.get源码

图9

如果key==，则直接返回数组的第一个链表中对应的值

如果key!=null 则getEntry(key);

图10

            计算key 的hashCode，然后计算出table所在的索引。从头结点next往下查找。