关于java:详解HashMap源码解析下

上文详解 HashMap 源码解析（上）介绍了 HashMap 整体介绍了一下数据结构，次要属性字段，获取数组的索引下标，以及几个构造方法。本文重点解说元素的 增加 、 查找 、 扩容 等次要办法。

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

首先算出 key 的哈希码，调用 hash 办法，获取到 hash 值。

调用 putVal()

  /**
   * @param hash hash for key       hash 值
   * @param key the key             key 值
   * @param value the value to put  value 值
   * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value   只有不存在，才不扭转他的值
   * @param evict if false, the table is in creation mode.          
   * @return previous value, or null if none                                返回上一个值，如果不存在返回 null
   */
  final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                 boolean evict) {
      // 申明一个 node 数组 tab，node 节点 
      Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
      // 如果 table 为 null 或者 tab 的长度为 0，|| 两边都要做一下判断，table 为空，或者 table 的长度为 0
      if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
          // table 初始化
          n = (tab = resize()).length;
      //  不存在，间接新建一个 Node 节点
      if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
          // 新建节点
          tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
      else {
          // 存在节点
          Node<K,V> e; K k;
          // hash 值 和 p 节点的 hash 值统一，（键值的地址）统一或者（键的值）统一，间接替换
          if (p.hash == hash &&
              ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
              e = p;
          // 节点是红黑树
          else if (p instanceof TreeNode)
              e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
          else {
              // 节点是链表，从前往后遍历
              for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                  // 遍历链表的最初一个节点
                  if ((e = p.next) == null) {p.next = newNode(hash, key, value, null);
                      // 链表个数大于等于 8，因为从零开始所以要减一
                      if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                          // 转成红黑树
                          treeifyBin(tab, hash);
                      break;
                  }
                  // hash 统一 或者 值统一 
                  if (e.hash == hash &&
                      ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                      break;
                  p = e;
              }
          }
         // e 不为空，间接替换赋值
          if (e != null) { // existing mapping for key
              V oldValue = e.value;
              if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                 // 原来的值为空，赋值
                  e.value = value;
              afterNodeAccess(e);
              return oldValue;
          }
      }
      ++modCount;
      if (++size > threshold)
          resize();
      afterNodeInsertion(evict);
      return null;
  }

首先判断哈希数组 table 是否为null, 如果为null，就扩容。
(n - 1) & hash对应的下标是否存在节点。
- 不存在节点，就创立新的节点并赋值。
- 存在节点
  - 节点 key 值是否相等，相等就替换 value。
  - 是否为红黑树，增加数据到红黑树中。
  - 下面都不合乎，就是一般链表，遍历链表，如果链表存在雷同 key 就替换，否则在链表最初增加数据。

流程图：

putAll 是将汇合元素全副增加到 HashMap 中，putAll调用了 putMapEntries 办法，putMapEntries先判断是否须要扩容，而后 遍历元素 ，调用putVal 增加元素, 上面是增加元素代码：

for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {K key = e.getKey();
    V value = e.getValue();
    putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}

通过 key 找到哈希表的中 Node 节点的 value 值。

// 返回 map 映射对应的 value 值
public V get(Object key) {
    Node<K,V> e;
    return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}

首先应用 hash 办法算出哈希值，而后再调用 getNode() 获取数据：

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
    // 判断 tab 有数据，并且对应下标存在数据
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
        // hash 相等以及 key 相等（key 地址相等或者 key 的值相等），找的就是第一个元素
        if (first.hash == hash && // always check first node
            ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            return first;
        // 遍历链表    
        if ((e = first.next) != null) {
            // 红黑树找到以后 key 所在的节点地位 
            if (first instanceof TreeNode)
                return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
            do {
                // 一般链表，往后遍历，直到找到数据或者遍历到链表开端为止
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    return e;
            } while ((e = e.next) != null);
        }
    }
    return null;
}

判断哈希数组是否不为 null 并且数组下标 (n - 1) & hash 处不为null, 如果都有值，就查问首节点first，否则返回null。
找到首节点，匹配上相等的 hash 和key, 返回首节点。
链表有多个元素，是否为红黑树
- 是红黑树，在红黑树查找
- 不是红黑树，就遍历一般链表，直到匹配到雷同的 hash 和key值。

流程图:

当哈希数组为 null，或元素个数超过了阈值，就调用resize 扩容办法：

final Node<K,V>[] resize() {
    // 记录原数组
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    // 原数组长度 
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    // 原阈值（数组长度达到阈值）int oldThr = threshold;
    // 新容量，新阈值
    int newCap, newThr = 0;
    if (oldCap > 0) {
        // 数组长度大于或者等于 MAXIMUM_CAPACITY（1>>30）不做扩容操作。if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return oldTab;
        }
        // 扩容后长度小于 MAXIMUM_CAPACITY（1>>30）并且数组原来长度大于 16
        // 阈值和新容量都翻倍
        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
            newThr = oldThr << 1; // double threshold
    }
    // 阈值大于零，旧阈值替换成新容量
    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
        newCap = oldThr;
    else {               // zero initial threshold signifies using defaults
        // oldCap 和 oldThr 都小于等于 0，阐明是调用无参构造方法，赋值默认容量 16，默认阈值 12。newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
    }
    if (newThr == 0) {
        // 新阈值为零，计算阈值
        float ft = (float)newCap * loadFactor;
        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
    }
    threshold = newThr;
    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
    // 新建 Node 数组。调用无参构造方法，并不会创立数组，在第一次调用 put 办法，才会调用 resize 办法，才会创立数组，提早加载，提高效率。Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    // 原来的数组不为空，把原来的数组的元素重新分配到新的数组中
    // 如果是第一次调用 resize 办法，就不须要重新分配数组。if (oldTab != null) {
        // 旧数组遍历 
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            // 存在下标下的第一个元素
            if ((e = oldTab[j]) != null) {oldTab[j] = null;
                // 以后元素下一个元素为空，阐明此处只有一个元素，间接应用元素的 hash 值和新数组的容量取模，取得新下标的地位
                if (e.next == null)
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                // 红黑树，拆分红黑树，必要时可能进化为链表    
                else if (e instanceof TreeNode)
                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                // 长度大于 1 的一般链表    
                else { // preserve order
                    // loHead、loTail 别离代表旧地位的头尾节点
                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                    // hiHead、hiTail 别离代表新地位的头尾节点
                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                    Node<K,V> next;
                    // 遍历链表
                    do {
                        next = e.next;
                        // & 与运算，两个都会 1，后果才为 1
                        // 元素的 hash 值和 oldCap 与运算为 0，原地位不变
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {if (loTail == null)
                                loHead = e;
                            else
                                loTail.next = e;
                            loTail = e;
                        }
                        // 挪动到原来地位 + oldCap
                        else {if (hiTail == null)
                                hiHead = e;
                            else
                                hiTail.next = e;
                            hiTail = e;
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    if (loTail != null) {
                        loTail.next = null;
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    if (hiTail != null) {
                        hiTail.next = null;
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
}

原容量是否为空
- 不为空，是否大于最大容量
  - 大于最大容量，不做扩容
  - 小于最大容量，并且大于默认容量 16。阈值和容量都翻倍。
- 为空，原阈值大于零，就阈值赋值给新容量。
原容量和原阈值都小于等于零，赋值默认容量 16 和默认阈值 12。
做完阈值和容量的赋值之后，遍历数组。
有值，是否只有一个元素，如果是就放入新数组 n-1&hash 下标处。
如果是红黑树就拆分红黑树。
下面两个都不合乎就是一般链表。
遍历链表，如果 hash& 数组原长度 为 0
- 放在数组 原下标 处。
- 不为零，放在 原地位 + 原数组长度 处。

流程图：

本文次要解说了元素的 增加 、 查找 、 扩容 等次要办法，其中 增加 和查问 都须要先获取数组的下标，而后进行对应的操作。

`put`增加

首次增加数据须要对数组进行扩容。
对应下标是否有值
- 没有值，间接赋值
- 有值
  - key统一，替换 value 值。
  - key不统一
    - 是红黑树，在红黑树增加数据。
    - 不是红黑树，就是链表，遍历链表，存在雷同节点 key，替换。否者增加在链表的尾部。

`get`查问

下标是否有值
- 没有值，返回null
- 有值
  *hash 和key相等的话，返回节点。
  - 是否是多链表。
    - 不是，返回null。
    - 是的话，是否是红黑树。
      - 红黑树，在红黑树中查找
      - 否则就是一般链表，遍历链表晓得匹配到雷同的 hash 和key。

容量大于零
- 大于最大容量值，不再扩容。
- 介于最大和默认容量之间，阈值和容量都翻倍。
初始化的时候，设置默认容量和默认阈值。
遍历原数组
节点有值，并且只有一个值，赋值给新数组 n-1&hash 处。
如果是红黑树，就拆分红黑树。
以上都不合乎，就是一般链表，遍历链表。因为数组长度都是 2 的幂次方，扩容后元素的地位* 要么是在原地位，要么是在原地位再挪动 2 次幂的地位。
- hash& 与运算原数组长度，等于 0，存在原来的地位。
- 不等于 0，就寄存下标 原来地位 + 原数组 长度地位处。

关于java:详解HashMap源码解析下

增加元素

put(K key, V value)

putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)

获取数据

get(Object key)

resize 扩容

总结

`put`增加

`get`查问

resize 扩容

增加元素

put(K key, V value)

putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)

获取数据

get(Object key)

resize 扩容

总结

put增加

get查问

resize 扩容

`put`增加

`get`查问