JDK源码-HashMap
1，Map:映射表数据结构，通过key-value完成映射。HashMap的子实现主要包括：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、WeakHashMap、ConcurrentHashMap、IdentityHashMap。以下总结摘录自《Thingking In Java》
-1，HashMap：使用Map集合的默认选择。因为HashMap对速度进行了优化。HashMap是Map基于散列表的实现，并取代了Hashtable。插入和查询的效率相对固定。可以通过构造器设置容量和负载因子以调整容器的性能。
-2，LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代遍历的时候，取得的顺序是其插入顺序。只比HashMap慢一点，但是在迭代访问时反而更快，因为其使用链表维护内部次序。
-3，TreeMap：基于红黑树的实现（大学毕业面试百度的时候，被问道红黑树，然后被鄙视了。）。查看键值对时，会被排序（次序由Comparable或Comparator决定）。TreeMap的特点是得到的结果是排序后的。TreeMap是唯一一个带有subMap方法的Map，可以返回一个子Map。
-4，WeakHashMap：弱键映射，允许释放映射所指向的对象。这是为了解决特殊问题设置的，比如希望对象能够被垃圾回收机制尽快回收。
-5，ConcurrentHashMap：一种线程安全的Map，不涉及到同步加锁。
-6，
IdentityHashMap：使用==代替equals对key值进行比较。
/**
*
* @(#) Main.java
* @Package com.map
*
* Copyright © JING Corporation. All rights reserved.
*
*/
package com.map;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
/**
* 类描述：Run Config设置vm参数：-Xms128M -Xmx512M -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128M
*
* @author: Jing History: Jan 21, 2015 10:14:20 AM Jing Created.
*
*/
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// HashMap 插入效率
Map<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<Integer, Integer>();
long startTime = System.currentTimeMillis();
addData(hashMap);
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("HashMap插入1000000条数据，用时： " + (endTime - startTime));// 272
startTime = System.currentTimeMillis();
iterMap(hashMap);
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("HashMap遍历1000000条数据，用时： " + (endTime - startTime));// 84
// System.out.println(hashMap.toString());
// LinkedHashMap
Map<Integer, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<Integer, Integer>();
startTime = System.currentTimeMillis();
addData(linkedHashMap);
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedHashMap插入1000000条数据，用时： "
+ (endTime - startTime));// 551 LinkedHashMap HashMap
// 插入和遍历的数据越大，数值的差异越明显
startTime = System.currentTimeMillis();
iterMap(linkedHashMap);
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedHashMap遍历1000000条数据，用时： "
+ (endTime - startTime));// 85 LinkedHashMap HashMap
// 插入和遍历的数据越大，数值的越接近
// System.out.println(linkedHashMap.toString());
Map<Integer, Integer> treeMap = new TreeMap<Integer, Integer>();
startTime = System.currentTimeMillis();
addData(treeMap);
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(" TreeMap插入1000000条数据，用时： " + (endTime - startTime));// 491
startTime = System.currentTimeMillis();
iterMap(treeMap);
endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(" TreeMap遍历1000000条数据，用时： " + (endTime - startTime));// 538
// System.out.println(treeMap.toString());
}
/**
*
* 方法说明：向Map中添加数据
*
* Author： Jing Create Date： Jan 21, 2015 10:40:18 AM
*/
static void addData(Map<Integer, Integer> map) {
for (int i = 0; i <= 1000000; i++) {
int value = (int) (Math.random() * i);
map.put(i, value);
}
}
/**
*
* 方法说明：遍历Map
*
* Author： Jing Create Date： Jan 21, 2015 10:41:00 AM
*/
static void iterMap(Map<Integer, Integer> map) {
Set<Integer> keySet = map.keySet();
Iterator<Integer> iter = keySet.iterator();
while (iter.hasNext()) {
int key = iter.next();
map.get(key);
}
}
}
2，HashMap：
-1，基于哈希表的Map接口实现，并允许null值和null键。此类不保证映射顺序，特别是不保证该顺序恒久不变。
-2，HashMap的实例有两个参数影响性能分布：初始容量和加载因子。容量是哈希表中桶的数量，出事容量只是哈希表在初始化是创建的容量。加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子和当前容量的乘时，则要对哈希表进行rehash操作，从而哈希表将拥有之前两倍的桶数。即，哈希表中存储的数据量=加载因子 * 当前容量（桶数）。
所以不能将初始容量设置的太高，或将加载因子设置的太低。默认加载因子为0.75。加载因子过小会造成空间的浪费，加载因子过高会造成哈希表中冲突的增加。
此处需要自己阅读下哈希表的数据结构。
3，HashMap继承关系：
4，Map接口：Map接口虽然不继承Collection接口，但是仍然可视为一种Collection视图。Map接口定义了Map子集的所有共用特性方法，并定义了内部类Map.Entry类。
Map.Entry存储了Map的key-value对，该类提供了getValue和getKey方法。
5，AbstractMap：实现Map接口的主要实现，方便开发人员重写Map接口。
6，HashMap的静态变量：
-1，初始化容量
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
-2，最大容量： 2的30次方
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
-3，默认加载因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
7，HashMap的成员变量：
-1，Entry[] table：存储Entry键值对对象的数组。相当于hash算法中的初始数组。
transient Entry[] table;
-2， int size：key-value键值对的数量。
transient int size;
-3，int threshold：需要下次扩展的长度，结果为capacity * load
int threshold;
-4，int modCount：HashMap结构化修改次数
transient volatile int modCount;
-5，entrySet
// Views
private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
8，主要方法：
-1，put(K key, V value)：
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);//如果key为空，执行
putForNullKey方法
int hash = hash(key.hashCode());//获取到key对应的hashCode值
int i = indexFor(hash, table.length);//求取对应hashCode值在table中的位置
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {//判断对应算出哈希表中的位置是否存在元素，如果存在元素，判断该Entry链。如果hash值相等，并且key相同，则替换值
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;//结构化修改计数器加1
addEntry(hash, key, value, i);//在对应哈希表的位置中增加Entry对象。
return null;
}
此处的for循环判断Entry链，即HashMap是使用哈希表的数据结构存放，但是对应哈希值相同的元素，使用链表在该位置存放。我们可以看Entry的源码：
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;//链表，标识同一哈希值的下一实体
final int hash;
根据put方法，可以查看对应的几个方法。
putForNullKey：放置null Key。
private V putForNullKey(V value) {for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {if (e.key == null) {//查找table中的null key替换valueV oldValue = e.value;e.value = value;e.recordAccess(this);return oldValue;}}modCount++;addEntry(0, null, value, 0);return null;}
addEntry方法：在对应table数组的buketIndex位置上，增加新的Entry对象，并使新Entry对象的next指向原有Entry对象。
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
if (size++ >= threshold)//存储元素加1，并在加1后判断是否超过了阀值，阀值在初始化HashMap时初始化。
resize(2 * table.length);
}
参考Entry对象的构造方法，很容易理解此处的代码：
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
-2，get(Object k)：
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());//获取哈希值
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];//获取对应哈希值的Entry链，遍历Entry链，查找到对应key的Entry对像，返回对应Entry的value。
e != null;
e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}
-3，remove(Object key
)：
public V remove(Object key) {
Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
return (e == null ? null : e.value);
}
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());//获取hash值
int i = indexFor(hash, table.length);//hash在哈希表中的位置
Entry<K,V> prev = table[i];//获取对应值的Entry链的首元素
Entry<K,V> e = prev;
while (e != null) {
Entry<K,V> next = e.next;//遍历Entry链，查找值，从Entry链中移除
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
modCount++;
size--;
if (prev == e)
table[i] = next;
else
prev.next = next;
e.recordRemoval(this);
return e;
}
prev = e;
e = next;
}
return e;
}
-4，HashIterator：HashMap对应的迭代器
private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
Entry<K,V> next; // next entry to return
int expectedModCount; // For fast-fail
int index; // current slot
Entry<K,V> current; // current entry
HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
if (size > 0) { // advance to first entry
Entry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
}
public final boolean hasNext() {
return next != null;
}
final Entry<K,V> nextEntry() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
Entry<K,V> e = next;
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
if ((next = e.next) == null) {
Entry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
current = e;
return e;
}
public void remove() {
if (current == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
Object k = current.key;
current = null;
HashMap.this.removeEntryForKey(k);
expectedModCount = modCount;
}
}
-5，keySet
private final class KeySet extends AbstractSet<K> {
public Iterator<K> iterator() {
return newKeyIterator();
}
public int size() {
return size;
}
public boolean contains(Object o) {
return containsKey(o);
}
public boolean remove(Object o) {
return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
}
public void clear() {
HashMap.this.clear();
}
}
-6，三个迭代器
private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {
public V next() {
return nextEntry().value;
}
}
private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {
public K next() {
return nextEntry().getKey();
}
}
private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
public Map.Entry<K,V> next() {
return nextEntry();
}
}
9，HashMap子类，LinekedHashMap
LinekedHashMap使用链表实现其底层结构。
private transient Entry<K,V> header;
基于HashMap.Entry对象，其定义了链表的Entry对象：
private static class Entry<K,V> extends HashMap.Entry<K,V> {
// These fields comprise the doubly linked list used for iteration.
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, HashMap.Entry<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
/**
* Removes this entry from the linked list.
*/
private void remove() {
before.after = after;
after.before = before;
}
/**
* Inserts this entry before the specified existing entry in the list.
*/
private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {
after = existingEntry;
before = existingEntry.before;
before.after = this;
after.before = this;
}
删除和新增操作等，与LinkedList实现方式基本保持一致。