7、JDK1.8HashMap源码分析系列文章（putMapEntries、tableSizeFor、hash、capacity）

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1、putMapEntries(Map m, boolean evict)

2、hash(Object key)

3、tableSizeFor(int cap)

4、capacity()

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1、putMapEntries(Map m, boolean evict)

final void putMapEntries(Map m, boolean evict) {
            // 获取待转移map的数据大小
            int s = m.size();
            // 如果s>0,说明存在数据，需要copy，否则不存在数据机型copy
            if (s > 0) {
                // 如果table为null(当前map中没有任何数据)
                if (table == null) {
                    /**
                     * 根据copy数据的长度计算容量，正常情况下 threshold =(capacity * load factor)，capacity 根据 table的长度确定，
                     * 但是现在 table 不存在，只有逆向计算，默认 copy数据的长度已达到扩容阈值，容量最小为1，需要向上取整。
                     * 计算出来的 capacity 不是2的倍数
                     */
                    float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
                    int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
                    // 只有在算出来的容量t > 当前暂存的容量(容量可能会暂放到阈值上的)时，才会用t计算出新容量，再暂时放到阈值上
                    if (t > threshold)
                        threshold = tableSizeFor(t);
                    /**
                     * 如果table不为null(当前map中有一部分数据),
                     * 当 s>扩容阈值时，传入map和当前map的并集的映射数量（即size）肯定会大于当前map的阈值的，
                     * 所以在循环放置新元素（最后循环的putVal操作）之前就应该resize，因为我们已经提前知道当前map不够放的
                     * 这句代码充分体现了HashMap的“懒汉模式”，因为resize是一个极其expensive的操作，应该是只在需要的时候做
                     */
                } else if (s > threshold)
                    // 扩容操作
                    resize();
                // 对值进行copy
                for (Map.Entry e : m.entrySet()) {
                    K key = e.getKey();
                    V value = e.getValue();
                    putVal(hash(key), key, value, false, evict);
                }
            }
        }

2、hash(Object key)

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

从上面的代码可以看到key的hash值的计算方法。key的hash值高16位不变，低16位与高16位异或作为key的最终hash值。（h >>> 16，表示无符号右移16位，高位补0，任何数跟0异或都是其本身，因此key的hash值高16位不变。） 

这个与HashMap中table下标的计算方法如下所示：

n = table.length;
index = （n-1） & hash;

因为，table的长度都是2的幂，因此index仅与hash值的低n位有关，hash值的高位都被与操作置为0了。 假设table.length=2^4=16。 

由上图可以看到，只有hash值的低4位参与了运算。 这样做很容易产生碰撞。设计者权衡了speed, utility, and quality，将高16位与低16位异或来减少这种影响。设计者考虑到现在的hashCode分布的已经很不错了，而且当发生较大碰撞时也用树形存储降低了冲突。仅仅异或一下，既减少了系统的开销，也不会造成的因为高位没有参与下标的计算(table长度比较小时)，从而引起的碰撞。

3、tableSizeFor(int cap)

static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

由此可以看到，当在实例化HashMap实例时，如果给定了initialCapacity，由于HashMap的capacity都是2的幂，因此这个方法用于找到大于等于initialCapacity的最小的2的幂（initialCapacity如果就是2的幂，则返回的还是这个数）。 

然后逐条语句进行分析：

首先，为什么要对cap做减1操作。int n = cap - 1; 这是为了防止cap已经是2的幂。如果cap已经是2的幂， 又没有执行这个减1操作，则执行完后面的几条无符号右移操作之后，返回的capacity将是这个cap的2倍。

n |= n >>> 1;

任何一个数，只要不为0，它总有一个bit位的值为1，最坏的一种情况是最高位为1，无符号右移一位之后，再与本身进行或运算，这样就能使最高位和次高位的值均为1。然后以链式反应的形式来将数据各个位数全部变成1。

int 类型最多4个字节，故最多右移32位，超过这个阈值了之后，直接取最大值（ MAXIMUM_CAPACITY）即可。

注意，得到的这个capacity却被赋值给了threshold。this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity)，在构造方法中，并没有对table这个成员变量进行初始化，table的初始化被推迟到了put方法中，在put方法中会对threshold重新计算。

4、capacity()

        /**
         * 获取 capacity （table数组的长度）的方法
         * 如果数组不为空，返回数组的长度，
         * 如果数组为空，扩容阈值大于0，默认扩容阈值为初始长度，否则返回默认初始容量16
         * @return
         */
        final int capacity() {
            return (table != null) ? table.length :
                    (threshold > 0) ? threshold :
                            DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
        }