Java高级之1.8版本JDK中的HashMap的put()方法和putVal()方法

put()方法的源码如下：

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

最核心的就是调用了putVal()方法，用来将元素添加到HashMap集合中，但传递的一个参数中调用了一个hash(key)方法，在JDK1.7中的HashMap源码中也有一个hash(key)方法，下面先来看看两个的代码：

1.7版本的hash(key)方法：

1.8版本的hash(key)方法：

其实两个hash(key)方法的原理都是一样的，都是返回经过扰动算法运算的key所对应的hash值。

而在1.7版本中进行了四次扰动运算，即无符号右移了4次，但在1.8版本中只进行了一次扰动运算。

扰动函数是为了让高位也参与运算，降低不同key值发生哈希冲突的概率。

关于hash(key)方法更详细的说明请参考：https://blog.csdn.net/cnds123321/article/details/113745628

知道了hash(key)的结果是什么后，下面才来着重研究putVal()方法。

其源码如下：

    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node[] tab; Node 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 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)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;
    }

注释代码如下：

    /**
     * 添加键值对到HashMap中
     *
     * @param hash         key所对应的哈希值
     * @param key          键值对中的键（key）
     * @param value        键值对中的值（value）
     * @param onlyIfAbsent 如果存在相同的值，是否替换已有的值，true表示替换，false表示不替换
     * @param evict        表是否在创建模式，如果为false，则表是在创建模式
     * @return 返回旧值或者null
     */
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
        HashMap.Node[] tab;// 临时变量，用来临时存放链表数组
        HashMap.Node p;
        int n, i;
        // 检查链表数组table是否为空，table为null或者table数组的长度为0都表示为空
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            // 如果为空则初始化，并扩容，然后返回新链表数组的长度，将长度赋值给变量n
            // resize()方法就是初始化并扩容，该方法具体请参考：
            n = (tab = resize()).length;
        // (n-1)&hash这条语句就是JDK1.7中HashMap源码中的indexFor()方法的功能，即得到该对象存放在数组中的具体位置（下标）
        // 判断该位置的元素是否为null，即是否存在元素，如果存在则表示已经发生哈希冲突，如果不存在，则添加元素结点
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            // 表示不存在元素的情况
            // 则新添加一个元素到链表数组的对应下标位置，该结点也是链表的链头
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            // 表示存在元素的情况
            // 则发生了哈希冲突，下面的代码则是尝试解决冲突问题
            HashMap.Node e;
            K k;
            // 判断待添加元素的hash值和key值是否同已经存在（冲突）的元素的hash值和key值同时相等
            if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                // 如果相等，则表示两个元素相互重复了，那么使用变量e来临时存储这个重复元素
                e = p;
                // 如果不相等，表示没有重复，并且判断结点类型是否是红黑树类型
            else if (p instanceof HashMap.TreeNode)
                // 那么就将该键值对存储到红黑树中
                e = ((HashMap.TreeNode) p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                // 如果不相等，且结点类型不是红黑树类型，那么就是链表，即采用拉链法解决冲突
            else {
                // 遍历链表中所有结点，这是一个死循环，需要通过break跳出循环
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    // 如果p的下一个结点为null，则p是链表中的最后一个结点
                    if ((e = p.next) == null) {
                        // 则将键值对添加到最后一个结点的后面
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        // 同时binCount也是一个计数器，统计该链表已经有几个元素了
                        // TREEIFY_THRESHOLD是常量，表示阈值，默认值为8
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            // 但链表中元素个数超过了阈值，则将链表转换成红黑树
                            treeifyBin(tab, hash);
                        // 跳出循环
                        break;
                    }
                    // 判断待添加元素的hash值和key值是否同链表中已有元素的hash值和key值同时相等
                    if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        // 如果相等，则表示已经存在相同的键，跳出循环
                        break;
                    // 将下一个节点赋值给当前节点，继续往下遍历链表
                    p = e;
                }
            }
            // 如果e不为空，则表示已经存在重复的值，即存在hash值和key值同时相等的元素
            if (e != null) {
                // 保存旧值
                V oldValue = e.value;
                // 然后替换为新值
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                // 此函数会将链表中最近使用的Node节点放到链表末端，因为未使用的节点下次使用的概率较低
                afterNodeAccess(e);
                // 返回旧值
                return oldValue;
            }
        }
        // 记录修改次数
        ++modCount;
        // 如果添加元素后，超过阈值
        if (++size > threshold)
            // 则对HashMap进行扩容
            resize();
        // 给LinkedHashMap使用
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

putVal()方法的源码有了注释后就很好理解了，但在该方法中还调用了一些其他方法，这里只简单说明，不详细说明。

• resize()：初始化并扩容
• treeifyBin()：将链表转换成二叉树

关于在代码注释中提到的indexFor()方法可以参考：https://blog.csdn.net/cnds123321/article/details/113741218

该篇写的是1.7版本和1.8版本中HashMap的put()方法添加键值对的解析，特别是有两张流程图能够更好的理解源码。