java8源码逐行分析HashMap

jdk1.8源码分析之HashMap

最近看了网上许多分析HashMap的博文，感受颇多，但是很少能看到逐行的注释分析，然后我把自己的理解写一下

---

变量含义

• DEFAULT_INITIAL_CAPACITY： 数组默认的初始容量 - 必须是2的n次幂。
• table ：数组表
• size ：HashMap的存储大小
• threshold ：阈(yù)值。HashMap大小达到临界值，需要重新分配大小。
• loadFactor ： 散列表的加载因子。
• DEFAULT_LOAD_FACTOR ：HashMap大小负载因子，默认为75%
• modCount ： HashMap被修改或者删除的次数总数。
• Entry ： HashMap存储对象的实际实体，由Key，value，hash，next组成。
• TREEIFY_THRESHOLD ： 链表阈值。链表长度大于8转换为红黑树进行处理
• MAXIMUM_CAPACITY ： 数组最大容量

put方法

  final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node[] tab; Node p; int n, i;
        //判断是否为初始化的情况
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            //进行初始化操作
            n = (tab = resize()).length;
        //判断该数组节点是否为空，精髓之处取模运算： hash%length转换为  (length-1)&hash
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            //填充该节点
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            //该数组节点不为空的情况
            Node e; K k;
            //判断该【数组节点】的hash值和key是否和传入的一样
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                //新值替换旧值,先获取引用，后面用来替换值
                e = p;
            //判断该数组节点是否为红黑树
            else if (p instanceof TreeNode)
                //将值添加到红黑树
                e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                //该数组里面有值还不是红黑树,进行循环操作
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    //判断该节点是否为最后一个节点
                    if ((e = p.next) == null) {
                        //赋值。这个地方跟Java7不一样，是插在链表尾部！！！
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //判断长度是否超过阈值，链表长度超过8，转化成红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            //红黑树实现
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //【链表中】已存在且hash值和key值都相等
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //存在相同的hash和key，替换值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                //获取旧值引用
                V oldValue = e.value;
                //替换值
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                //没啥用。。。
                afterNodeAccess(e);

                return oldValue;
            }
        }
        //记录变化
        ++modCount;
        //判断是否扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

resize()初始化和扩容方法

 final Node[] resize() {
        //获取旧的数组
        Node[] oldTab = table;
        //判断旧的数组是否为空，获取旧数组长度
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        //获取旧数据的阈值
        int oldThr = threshold;
        //新数组的容量，新的阈值
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            //判断是否达到最大容量
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                //将阈值调到最大，不扩容
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            //判断旧容量*2倍是否小于最大容量并且大于等于初始容量，
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                //新的容量等于旧容量扩容两倍  
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            //初始化数组
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            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);
        }
        //新的阈值替换旧的阈值
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            //新数组
            Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
        //替换数组
        table = newTab;
        //判断旧的数组是否为空。如果为空，初始化完成，如果不为空进行扩容
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node e;
                //旧数组为空不转移，不为空的才会转移
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    //将旧数组下数据清空
                    oldTab[j] = null;
                    //判断是否仅有一条数据
                    if (e.next == null)
                        //取模运算，获取新下标。赋值
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    //是否为红黑树    
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        //保持秩序
                        //定义旧的头，尾
                        Node loHead = null, loTail = null;
                        //定义新的头，尾
                        Node hiHead = null, hiTail = null;
                        //定义下一个引用
                        Node next;
                        //循环链表
                        do {
                            //赋值
                            next = e.next;
                            //精髓之处！！！！太牛逼了！主要是扩容后 需要将旧数组上的链表合理的分布到新的数组上
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                //处理旧的数据
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                //处理需要新分配的数据
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        //旧的数据放回原处
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        //新的数据放到新的位置。 新的位置=旧的位置+旧的容量
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

初始化方法

初始化里面就是赋值，其中下面这个方法挺有意思

 //为给定的目标容量返回2的幂。例如：输入13返回16，输入8返回16，输入24返回32
 static final int tableSizeFor(int cap) {
         //防止输入的数就是2的次幂。
        int n = cap - 1;
        //下面五行主要是将二进制数中低位都转成1，
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        //最后加1，低位都变成0！！！！很巧妙
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

参考链接

https://www.jianshu.com/p/8b372f3a195d
https://juejin.im/post/5a23f82ff265da432003109b
https://tech.meituan.com/java-hashmap.html

---